欧州宇宙機関、3DプリントされたPEEKプラスチック製の3D小型衛星をテスト

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-5-24 15:32 に最後に編集されました。

衛星技術とアプリケーションの継続的な発展に伴い、衛星のコストとリスクの削減を求めながら、衛星の開発と研究のサイクルを加速することが急務となっています。特に、単一ミッション専用の衛星や衛星ネットワークには、少ない投資で迅速な成果が得られる衛星技術が必要です。小型衛星技術が誕生しました。 Antarctic Bearによると、欧州宇宙機関（ESA）はPEEKプラスチックを使用した新しい3DプリントCubeSatプロジェクトを開始した。現在、最初のテスト運転が進行中で、ESA は、内部の電気配線を完備したこれらの 3D プリントされた超小型衛星を商業的に利用することを目指しています。計器、回路基板、ソーラーパネルを接続するだけです。

欧州宇宙機関は、航空宇宙分野における PEEK の応用可能性について楽観的です。欧州宇宙機関の宇宙材料および技術の専門家である Ugo Lafont 氏は、次のように説明しています。「PEEK は、強度、安定性、耐熱性に関して非常に優れた固有の特性を持つ熱可塑性プラスチックで、融点はおよそ 370°C です。PEEK は非常に強度が高く、特定の金属部品の代替品として使用できます。」

欧州宇宙機関は、ポルトガルのポリマーエンジニアリング会社PIEPとの新たな提携を開始した。この提携により、特定のナノフィラーを材料に組み込むことで導電性を高めた 3D プリント可能な PEEK が開発されます。「PEEKプラスチックは、さまざまな材料と混合して必要に応じて特性を調整し、機械的に強くしたり薄くしたりすることができます」とウーゴ・ラフォン氏は言います。「この場合、この繊維強化PEEKは、当社の3Dプリントプロセスの標準材料として使用できます。」

デルフト工科大学の Lafont 氏と Stefan Siarov 氏が CubeSat の 3D プリントを実演します。ラフォント氏とシアロフ氏の3DプリントPEEKキューブサットは宇宙を飛行できるだけでなく、衛星本体も非常に機能的になるとシアロフ氏は指摘した。これらの特殊な CubeSat には、さまざまな CubeSat サブシステムを接続するために通常使用されるハーネスの代わりに導電性ワイヤが含まれており、時間、スペース、エネルギーを節約します。

Lafont 氏が指摘するように、CubeSat は 3D プリント PEEK の可能性への入り口に過ぎません。次に、ESA の有人宇宙飛行およびロボット探査チームと材料物理学・化学チームの間で新たなコラボレーションが開始され、宇宙に最適化された PEEK プリンターが開発されます。 3D プリンターが最終的に国際宇宙ステーションの宇宙飛行士に役立つよう、無重力状態で 3D 印刷のテストが行われています。

ラフォン氏は、このビジョンにより、空間を維持するための新たな戦略が可能になると主張している。「宇宙ステーションの宇宙飛行士は、現在地球から輸送する必要があるあらゆる種類のアイテムを必要としています。ドライバーや給水バルブから密閉容器まで、あらゆるもの。PEEK は生体適合性があるため、将来的には歯ブラシでさえも、これらすべてを 3D プリントできる可能性があります。」
図: PEEK で作られた 3D プリント部品 Lafont 氏は、「軌道上でこれらのアイテムを 3D プリントすれば、地球から輸送するよりも安価になり、材料のリサイクル方法も変わります。これらのプラスチック製品はリサイクルできるため、宇宙材料の無駄が減り、人類が宇宙でより自給自足できるようになります」と考えています。

CubeSat が 1999 年に初めて登場したとき、その目的は教育でした。サイズも小さく作りやすいので、大学生でも作ることができます。また、標準化された容積を有しており、ロケットの収容に便利です。スタンフォード大学およびカリフォルニア工科州立大学衛星部門の航空宇宙エンジニアであるロバート・トゥイッグス氏は、一辺の長さが10センチメートルの小さな箱を設計した。この容積は、通信ユニット、ソーラーパネル、バッテリー、およびいくつかのアクセサリを収容するのにちょうど十分であり、総重量はわずか約 1000 グラムです。

それ以来、CubeSat は止められない存在となった。 2010 年、NASA は CubeSat 打ち上げイニシアチブを開始しました。これは、承認された研究プロジェクト向けに年間 12 個以上のキューブサットを無料で打ち上げるものです。衛星の質量により、通常1,000キログラム未満の衛星を広義の小型衛星と呼んでいます。その中でも、500～1,000キログラムの衛星を小型衛星、100～500キログラムの衛星を超小型衛星、10～100キログラムの衛星を超小型衛星、10キログラム未満の衛星をナノ衛星、1キログラム未満の衛星をチップ衛星と呼んでいます。金属から高性能材料への切り替えは、現在、航空宇宙市場で確立されたトレンドとなっています。 ESA のこのアプリケーションが商業化に向けて進むにつれて、より多くの研究機関が PEEK 製の 3D プリントステレオ衛星の研究開発陣営に加わることになります。

欧州市場におけるPEEK樹脂の成長は、自動車部品市場、特にエンジン周辺部品、トランスミッション部品、ステアリング部品などで特に急速であり、製造材料として従来の高価な金属の代わりにPEEKプラスチックが選択されています。自動車業界が小型化、軽量化、コスト削減の要件に適応するにつれて、PEEK樹脂の需要は増加し続けるでしょう。

有名な市場調査機関Research and Marketsの予測によると、PEEKの世界的な需要は2018年にピークに達するでしょう。その時までに、その時価総額は8億を超え、8億3100万ドルに上昇するだろう。現在、ヨーロッパは世界最大の PEEK 取引市場となっています。発展途上国と比較すると、先進西側諸国における PEEK の需要は依然として優勢です。 PEEK樹脂は、自動車分野、航空機製造、電子・電気機器、工業製造、医療分野での用途が拡大します。

航空宇宙分野では、オックスフォード・パフォーマンス・マテリアルズ（OPM）がボーイング社のCST-100ロケット宇宙船向け3Dプリント構造部品の提供元に選定され、OPMはOXFABの材料でプリントした部品の出荷を開始しました。 CST-100 ロケット船は、最大 7 人の乗客、または乗組員と貨物の混合を低地球軌道に輸送するように設計されており、NASA の商業乗組員プログラムパートナーシップの一部です。次に、当社が注目している3Dプリンティング航空宇宙アプリケーション市場を、より多くのPEEKが占めるようになるでしょう。

出典: 3Dサイエンスバレー

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