Printer 3D logam inovatif buatan Eropa telah diluncurkan ke Stasiun Luar Angkasa Internasional, menandai pertama kalinya pencetakan 3D logam dilakukan di orbit. Inisiatif ini, yang memanfaatkan kolaborasi antara ESA dan Airbus, bertujuan untuk menunjukkan potensi manufaktur di luar angkasa. Kredit: Airbus Defense dan Space SAS
Pencetakan 3D logam akan segera dilakukan di orbit untuk pertama kalinya. Printer 3D logam perintis buatan Eropa sedang menuju ke pasar Stasiun ruang angkasa Internasional (ISS) pada misi pasokan Cygnus NG-20 yang diluncurkan minggu ini.
“Printer 3D baru yang mencetak komponen logam ini mewakili yang pertama di dunia, pada saat meningkatnya minat terhadap manufaktur di luar angkasa,” jelas petugas teknis ESA Rob Postema. “Printer 3D berbasis polimer telah diluncurkan dan digunakan di ISS, menggunakan bahan plastik yang dipanaskan di kepala printer, kemudian diendapkan hingga membentuk objek yang diinginkan, satu lapis dalam satu waktu.
“Pencetakan 3D logam mewakili tantangan teknis yang lebih besar, yang melibatkan suhu yang jauh lebih tinggi dan peleburan logam menggunakan laser. Oleh karena itu, keselamatan kru dan Stasiun itu sendiri harus terjamin – sementara kemungkinan pemeliharaan juga sangat terbatas. Namun jika berhasil, kekuatan, konduktivitas, dan kekakuan logam akan membawa potensi pencetakan 3D di ruang angkasa ke tingkat yang lebih tinggi.”
Printer 3D logam operasional pertama di Stasiun Luar Angkasa Internasional terlihat selama pengujian di darat, menghasilkan bagian sampel dari desain ESA. Pengembangannya dipimpin oleh ESA, Printer 3D Logam ini bertujuan untuk membuktikan bahwa pencetakan 3D logam dapat dilakukan dalam keadaan tanpa bobot, membuka jalan bagi kemampuan manufaktur di luar angkasa di masa depan di mana astronot yang jauh dari Bumi dapat memproduksi peralatan atau suku cadang apa pun yang mereka butuhkan. mereka butuh. Kredit: Airbus Defense dan Space SAS
Mencetak di Luar Angkasa
Pesawat ruang angkasa Cygnus NG-20, membawa Printer 3D Logam bersama dengan muatan seberat 8.200 pon dan penyelidikan ilmiah, merapat ke Stasiun Luar Angkasa Internasional pada tanggal 1 Februari. Setelah dibongkar, astronot ESA Andreas Mogensen akan mempersiapkan dan memasang sekitar 180 kg Metal 3D printer pada European Draw Rack Mark II dalam modul Columbus ESA. Setelah dipasang, printer akan dikontrol dan dimonitor dari Bumi, sehingga pencetakan dapat dilakukan tanpa pengawasan Andreas.
Demonstrasi teknologi Printer 3D Logam telah dikembangkan oleh tim industri yang dipimpin oleh Airbus Defence and Space SAS – yang juga mendanai proyek tersebut – berdasarkan kontrak dengan Direktorat Eksplorasi Manusia dan Robot ESA.
“Demonstrasi di orbit ini adalah hasil kolaborasi erat antara ESA dan tim insinyur Airbus yang kecil dan dinamis,” komentar Patrick Crescent, manajer proyek di Airbus. “Tetapi ini bukan sekedar langkah menuju masa depan; ini mewakili lompatan inovasi dalam eksplorasi ruang angkasa. Hal ini membuka jalan bagi terciptanya struktur logam yang lebih kompleks di ruang angkasa. Itu adalah aset utama untuk mengamankan eksplorasi bulan dan Mars.”
Kredit: Airbus
Printer akan mencetak menggunakan jenis baja tahan karat yang biasa digunakan pada implan medis dan pengolahan air karena ketahanannya yang baik terhadap korosi.
Kawat baja tahan karat dimasukkan ke dalam area pencetakan, yang dipanaskan oleh laser berkekuatan tinggi, sekitar satu juta kali lebih kuat daripada laser pointer rata-rata. Ketika kawat dicelupkan ke dalam kolam lelehan, ujung-ujung kawat meleleh, dan logam kemudian ditambahkan ke dalam cetakan.
Insinyur material ESA, Advenit Makaya dari Direktorat Teknologi, Rekayasa, dan Kualitas ESA, memberikan dukungan teknis pada proyek ini: “Kolam lelehan dalam proses pencetakan sangat kecil, hanya sekitar satu milimeter, sehingga tegangan permukaan logam cair menahannya. aman di tempatnya dalam kondisi tanpa beban. Meski begitu, titik leleh baja tahan karat sekitar 1400 °C sehingga printer beroperasi dalam kotak yang tertutup rapat, sehingga panas atau asap berlebih tidak sampai ke awak Stasiun Luar Angkasa. Dan sebelum proses pencetakan dapat dimulai, atmosfer oksigen di dalam printer harus dibuang ke ruangan, digantikan oleh nitrogen – baja tahan karat yang panas akan teroksidasi jika terkena oksigen.”
Metal 3D Printer akan menjadi printer 3D pertama yang mencetak logam di Stasiun Luar Angkasa Internasional. ESA mengontrak Airbus Defense dan Space SAS untuk memproduksi printer 3D dan akan dilengkapi kawat baja tahan karat yang akan dilebur menggunakan laser bertenaga tinggi dan mencetak empat cetakan, masing-masing membutuhkan waktu dua hingga empat minggu untuk menyelesaikannya.
Diluncurkan pada NG-20 pada 30 Januari 2024. Kredit: Airbus Defense and Space SAS
Bentuk dan Ukuran
Empat bentuk menarik telah dipilih untuk menguji kinerja printer Metal 3D. Objek pertama ini akan dibandingkan dengan bentuk serupa yang dicetak pada permukaan, yang disebut cetakan referensi, untuk melihat bagaimana pengaruh lingkungan spasial terhadap proses pencetakan. Keempat cetakan tersebut semuanya lebih kecil dari kaleng soda, beratnya kurang dari 250 g per cetakan, dan membutuhkan waktu sekitar dua hingga empat minggu untuk dicetak. Waktu pencetakan terjadwal dibatasi hingga empat jam setiap hari, karena peraturan kebisingan di Stasiun Luar Angkasa – kipas printer dan motor printer relatif berisik.
Setelah suatu bentuk dicetak, Andreas akan mengeluarkannya dari printer dan mengemasnya untuk perjalanan yang aman kembali ke Bumi untuk diproses dan dianalisis, guna memahami perbedaan kualitas dan kinerja pencetakan di luar angkasa, dibandingkan di Bumi.
Satu referensi dan cetakan 0xg, yang merupakan bagian dari alat khusus, akan disumbangkan ke European Astronaut Center (EAC) di Cologne, Jerman. Dua lainnya akan menuju ke jantung teknis ESA, Pusat Penelitian dan Teknologi Luar Angkasa Eropa (ESTEC), di mana tim di Laboratorium Bahan dan Komponen Listrik menunggu sampel untuk analisis makro dan mikro dari bagian-bagian yang dicetak. Cetakan akhir akan diberikan kepada Technical University of Denmark (DTU), yang mengusulkan bentuk tersebut, dan akan menyelidiki sifat termalnya untuk mendukung, misalnya, penyelarasan antena di masa depan.
Mempersiapkan Masa Depan
“Sebagai proyek percontohan teknologi, tujuan kami adalah membuktikan potensi pencetakan 3D logam di luar angkasa,” tambah Rob. “Kami telah belajar banyak hingga saat ini dan berharap dapat belajar lebih banyak lagi, agar manufaktur dan perakitan di luar angkasa menjadi proposisi praktis.”
Salah satu tujuan ESA untuk pembangunan di masa depan adalah menciptakan ekonomi ruang angkasa sirkular dan mendaur ulang material di orbit untuk memungkinkan penggunaan sumber daya yang lebih baik. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan kembali satelit lama menjadi peralatan atau struktur baru. Printer 3D akan menghilangkan kebutuhan untuk mengirimkan peralatan dalam roket dan memungkinkan astronot mencetak bagian-bagian yang diperlukan di orbit.
Tommaso Ghidini, Kepala Departemen Mekanik di ESA, mencatat: “Metal 3D dalam pencetakan ruang angkasa adalah kemampuan yang menjanjikan untuk mendukung kegiatan eksplorasi di masa depan, tetapi juga lebih jauh lagi, untuk berkontribusi pada kegiatan ruang angkasa yang lebih berkelanjutan, melalui manufaktur, perbaikan, dan mungkin di tempat. . daur ulang struktur ruang, untuk berbagai aplikasi. Hal ini mencakup pembuatan dan perakitan infrastruktur besar di orbit serta pemukiman manusia jangka panjang di planet ini. Aspek-aspek ini merupakan fokus utama dalam inisiatif teknologi lintas sektoral ESA yang akan datang.”
Thomas Rohr, yang mengawasi Bagian Bahan dan Proses ESA, menambahkan: “Demonstrasi teknologi ini, yang menampilkan pemrosesan bahan logam dalam gayaberat mikro, membuka jalan bagi upaya masa depan untuk menghasilkan infrastruktur di luar batas bumi.”
NewsRoom.id
