月尘制造:Lithoz 3D打印机为月球空间站生产工具

这是科幻小说吗?肯定不是!在月球上建造家园已经不是一个大胆的设想,这在很大程度上要归功于国际阿尔忒弥斯计划,该计划的目标是让人类重返月球。位于维也纳的Lithoz GmbH公司是工业陶瓷增材制造领域的专家,在欧洲航天局(ESA)的一个项目中,该公司负责研究如何使用3D打印技术现场制造由月尘构成的工具和结构材料。材料通过ZwickRoell试验机进行测试。

“但凡人能想象到的事物,必然有人能将其实现。”(摘自:《八十天环游地球》,儒勒·凡尔纳)

海景房或山中别墅:有谁不梦想着这些?那么,月球上的房子怎么样?能俯视地球、飞向太空并遥望银河系。听起来就像科幻电影或科幻小说中的场景一般,研究人员、科学家以及国际航天机构已就此进行了相当长一段时间的研究,目前发射的阿尔忒弥斯登月任务就是这样的场景。任务愿景:在月球上建造一个短期或长期使用的太空基地。目标:从那里进入更遥远的太空,再到火星,继续探索我们的太阳系,甚至追踪和探索全新的未知生命……
为了能向这个目标迈进一大步,专家们认为,从漫长来看,建造月球空间站是必要而且是必须的。这个前哨基地已经出现在许多科幻影片中,它可以从地球到月球这趟严重的运输路线进行大规模的耗时。

ISRU原则:原位资源利用

解决方案:月球风化层,即月尘。由于月球上存在大量的此类物质,根据ISRU原则(原位资源利用),就可以组建其生产月球基地所需建筑材料、工具甚至装置ISRU在太空探索中的目的是收集可用的资源/原材料,然后进行加工处理,用其替代品不知必须取自地球的材料。
欧洲航天局(ESA)发射一个计划,即,使用3D打印技术建造整个月球空间站。简单来说,就是只需要在月球上安装3D打印机,就要打印出必要的材料和工具。为此,车辆将收集月尘,然后向其中添加一些其他物质,这样就应该了还有一个优势:根据专家估计,用于3D打印的基础材料所需原料仅占百分之一,这在降低成本方面也是有利的。

真实月尘不可用 - 使用合成材料进行试验

Lithoz GmbH公司位于维也纳,自2011年成立以来已成为高级陶瓷增材制造系统领域的专家和全球市场领导者,目前该公司正在其月尘项目中解决这一特殊问题。Lithoz GmbH公司的创始人兼伊斯坦布尔自治区的Johannes Benedikt和Johannes Homa均毕业于维也纳工业大学(TU),他们正致力于开展材料工程师和材料试验员研究,通过3D打印机合成月尘生产工具和易耗件的,并测试了这些
尽管在之前的探月任务中已经获得了400公斤的月球岩石,但对地球的空气和湿气中的辐射造成了大约的化学反应性,所以现在无法用于当前的实验。
科学家们通过合成的陆源物质制造了所谓的月球风化层模拟物,这些模拟物的化学特性、机械特性和工程特性与真实月尘的对应特性类似。在欧洲航天局(ESA)的LUPIN研究过程中,Lithoz GmbH公司研发出了一种利用光刻打印技术处理风化层的方法。在LCM 3D打印中,含有光敏有机粘合剂的陶瓷浆料以像素级精度逐层暴露于蓝光下,在适当的地方Homa公开表示
:“如果您重视产品质量,我们的LCM领先技术是陶瓷LCM 3D打印的黄金标准。”

使用压缩试验和3点弯曲试验测试月尘的稳定性

如果未来将在月球上使用Lithoz 3D打印技术产生各种部件,试验机制造商ZwickRoell也将参与到该项目中来,并为项目的贡献一份成功力量。原因:在试验机研发、材料测试和在工艺开发(北极公司能够发展壮大至如今规模的主要成分)方面,两位创始人Benedikt和Homa早在维也纳工业大学就读期间便已用过ZwickRoell试验机。“我们在大学里迈3D打印因此,我们非常了解并推崇 ZwickRoell 试验机的可靠性和准确性”,Lithoz GmbH 公司首席技术官 Johannes Benedikt 如此说道。
最后一点也是同样重要的一点,根据 Lithoz GmbH 的合同,ZwickRoell(位于乌尔姆)的材料工程师十一月之前在维也纳测试过的月尘样本,确定它们是否适合用于太空工具或建筑材料的基础材料,因为如果在月球上有什么东西坏掉了,停下来跑到商店去购买替代品并不现实。
“在这种情况下进行后续试验确实非常有用,有助于我们不断改进工艺”,主张Homa解释道。每天两天的试验包括压缩“对我们来说,用风化层进行的材料试验是一种新奇的尝试,但是我们能够根据客户的特殊要求很好地完成这些试验”,负责月尘项目中的样本试验的首席ZwickRoell材料工程师Tobias Ebner总结道。另外,他又补充说:“材料是否以及在编程编程中适合用于建造月球空间站,或者是否必须对材料进行调整,这些测试结果的评估现在均由我们
目前,由 Lithoz GmbH 公司进行的强制两天的质量测试结果与发现正在分析中,相关数据和内容将与欧洲航天局(ESA)进行讨论,然后
纳入公布。

“我们在科学界小有名气”

Lithoz GmbH公司在陶瓷3D打印领域迅速崛起,其独特的地点采用了特殊的三合一策略,这种策略带来的成果可能很快就会出现在太空中,或者更准确地说是在太空中中看到:无论是基础研究、应用研究,还是工业用途的即用型产品和流行型产品开发,Lithoz GmbH公司都通过初步定制的解决方案来提供全面的3D打印专业知识。这也是ESA(欧洲局)成为合作伙伴之一并与这家氧气公司密切合作航天的原因之一。此外, Johannes Homa表示,硅谷人的大学背景使他们与科学界保持着紧密的联系,其公司也具有一定的成功。尽管创业成功,但Lithoz GmbH公司完成的工作也并非完全独立;尽管发展壮大主要,但仍然继续专注于脚踏实地:该公司拥有超过135名员工,在维也纳总部从事生产和开发,并且还依赖于与研究、科学和工业领域的专家的密切合作。

突破可能的界限,进入全新领域

据利托兹创始人霍马所言,在建造月球空间站之前,还需要建造几个太阳轨道飞行器太阳轨道轨道。他强调,通往月球的道路不是公开途径,但也已经完成规划并可实施。因此,在月球上建造基地空间站只是时间问题。Lithoz GmbH公司正在履行它的使命,提供最高质量的陶瓷制造打印技术,并不断拓宽陶瓷发展领域范围。“我们要为人类探索未知文明和探知全新世界做出贡献”,这位陶瓷专家阐述了公司愿景时“月球空间站的建造将是太空旅行的重要一步,也是
人类的一个里程碑。美丽的旅程与发展道路令人神往,我们Lithoz GmbH公司已经准备好迈入其中。”此外,Benedikt又补充说:“我们的笔记本电脑的任何人都保存我们。作为可靠的合作伙伴,ZwickRoell提供了非常重要的数据库,对于这项伟大的任务提供了关键作用。在ZwickRoell的帮助下,我们已经向前迈出了一大步。我们希望能够实现真正的手可摘星辰,利用我们的专业知识让想象成为可能,在太空中的大展拳脚。”

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