3Dプリント部品には独自の利点があり、宇宙製造業の新たなトレンドをリードする可能性があります。

ご存知のとおり、地球と空の間の「高速輸送」は非常にコストがかかります。宇宙で直接 3D プリントを使用して部品を製造すると、時間と労力を節約できるなど、独自の利点があります。将来的には、宇宙3Dプリントが有人宇宙飛行や宇宙探査の標準装備となり、将来の宇宙製造業の新たなトレンドをリードすることは間違いないでしょう。

人類の宇宙探査の過程において、地上からの機器や資材の供給は、宇宙ミッションの成功を左右する制限要因となります。 NASA は 2010 年以来、Space Manufacturing で 3D プリント技術の調査を開始し、微小重力環境で何百もの実験を行ってきました。 2016 年 3 月、NASA はアップグレードされた 3D プリンターを国際宇宙ステーションに出荷し、宇宙環境でのより大容量かつ高解像度の印刷操作を可能にしました。ロシアの3Dプリンター研究開発チームも、遅れをとりたくないという思いから、国際宇宙ステーションにテスト申請書を提出した。地上テストを複数回行った後、3Dプリンターの「ダークホース」が選ばれ、国際宇宙ステーションのロシア宇宙カプセルに送り込まれる予定だ。さらに、英国バーミンガム大学は、無重力状態でも作動可能な金属3Dプリンターを開発しました。このプリンターは独自の溶融堆積法を採用しており、消費電力はわずか1.3キロワットです。

宇宙3Dプリントの分野では、中国科学院が開発した中国初の宇宙3Dプリンターが放物線無重力飛行テストを完了し、微小重力環境での3Dプリント作業を無事に完了できるようになった。特筆すべきは、わが国の3Dプリンターが一度に印刷できる部品の最大サイズが200mm×130mmに達し、これはNASA初の軌道上3Dプリンターの印刷サイズの2倍以上である。わが国の宇宙ステーション建設とその後の運用・保守に重要な役割を果たすことになるだろう。

宇宙船の大きさは主に運搬船の大きさによって制限されますが、宇宙3Dプリントを利用することで、宇宙部品製造工場を構築し、宇宙機器の宇宙製造を実現することができます。現在、科学者たちは、アンテナ、太陽電池パネル、その他の部品や仕事や生活に必要なものを宇宙で直接印刷する宇宙製造システムの設計を開始しています。宇宙 3D プリンティングは、人類の宇宙探査の供給とサポート方法に大きな変化をもたらし、宇宙飛行のためのより幅広いプラットフォームも提供します。

現在、3Dプリント技術は航空宇宙分野で強力な応用価値と発展の可能性を示しており、航空宇宙製品の生産サイクルを短縮し、コストを削減するだけでなく、製品の性能をさらに向上させます。新しい生産方法として、宇宙 3D プリントで製造された製品は、従来の製造プロセスでは完了するのが難しいいくつかのタスクを実行できます。将来的には、宇宙 3D プリント技術は軌道上で航空宇宙部品を製造するために使用されるだけでなく、ロボットシステムと有機的に組み合わせられるようになります。米国国防総省の国防高等研究計画局が実施するフェニックス計画は、古い衛星の部品を解体し、新しい宇宙機器に再組み立てすることで、さまざまな宇宙ゴミを除去することを目的としています。宇宙 3D プリントは、この目的に重要な技術的ソリューションを提供します。

宇宙 3D プリントは、多くの技術を必要とするため、魅力的であるだけでなく、印刷プロセスも複雑ではありません。宇宙飛行士は、地上から宇宙への通信を通じてアップロードされた部品のデジタル 3D モデルを受け取ることができます。3D プリンタームーブメント内の後処理ソフトウェアにモデルを入力すると、3D プリンターは特定の制御データと印刷操作コードを自動的に生成できます。宇宙飛行士は「印刷」ボタンを押すだけで操作を完了できます。そのため、天と地の間に途切れることのないネットワークがある限り、あらゆるツールを地上で設計し、それを宇宙 3D プリンターに引き渡すことで、継続的な宇宙製造が完成します。

宇宙 3D プリント技術は、時間、労力、費用を節約できるだけでなく、宇宙飛行の地上への依存を大幅に減らすこともできます。 6 か月ごとに宇宙補給を行うのに比べ、3D プリントではわずか数時間で交換部品を製造できます。将来、宇宙3Dプリンターにより、無重力環境で必要な実験・メンテナンスツールや部品を製造できるようになり、宇宙ステーションの実験の柔軟性とメンテナンスの適時性が大幅に向上します。同時に、宇宙ステーションのさまざまな部品やスペアパーツの種類と数量が効果的に削減され、宇宙ステーションの地上システムへの依存度が低減され、人類の惑星探査に新たな推進力と希望がもたらされます。

出典：中国インテリジェント製造ネットワーク

3Dプリント部品には独自の利点があり、宇宙製造業の新たなトレンドをリードする可能性があります。

中国科学院物理化学研究所は、フェムト秒レーザー直接描画：マイクロナノ3Dプリント、より精密でマクロな3Dプリンティングの研究で継続的な成果を上げています。

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