3Dプリント技術は人類が地球外へ出てエイリアン基地を建設するのに役立つ

南極のクマの紹介: 最初の宇宙開発競争のクライマックスがアメリカの宇宙飛行士による月面歩行であったとすれば、第 2 次宇宙開発競争のクライマックスは月面に建物を建てることだった。 3D プリント技術を利用して宇宙に地球外の建物を建設することは、多くの科学者の間で常に話題となってきました。テクノロジーそのものの話に戻りますが、3D プリントによって人類を地球から連れ出すことは本当に可能なのでしょうか?

△中国の宇宙ステーションとコアモジュールが中国の文昌宇宙発射センターから打ち上げられた。撮影：新華社記者周佳義

2021年4月29日11時23分、中国の宇宙ステーションとそのコアモジュールが我が国の文昌宇宙発射センターから打ち上げられ、予定の軌道に正確に入った。中国の宇宙ステーションの軌道上組み立てと建設は完全に開始され、打ち上げミッションは完全に成功した。これはまた、我が国が地球外居住空間の建設に成功することに一歩近づいたことを示している。万胡が椅子の下で導火線に火をつけた瞬間から、数百年後の「嫦娥」、「天宮」、「天文」に至るまで、中華民族は常に夢をあえて追い求める民族でした。私たちは宇宙の探究を切望する同じ心を持っていますが、今日ではより高度な技術に頼ることができて幸運です。

宇宙での3Dプリントの応用に関しては、2014年には早くも、スイスのRUAG Aerospace社が3Dプリント部品を使用して衛星を製造し、衛星の軽量化と低価格化を実現したとの報道がありました。衛星の3Dプリント部品はドイツのEOS社によって完成された。最終的な3Dプリント部品は以前の部品の半分の重さで、剛性も良好だ。同社は宇宙応用技術の次のステップとして、衛星構造全体の製造に3Dプリント技術を活用することを検討している。これは、現在は別々に製造しなければならない電気配線ハーネス、反射鏡、加熱管などの部品を、将来的には一体型で製造できるようになることを意味する。
続いて、アンタークティックベアは「地球上で3Dプリントしてロケットを製造し打ち上げる→宇宙ステーションで部品を3Dプリント→火星や月に基地を建設するために3Dプリント」という視点から、3Dプリント技術が人類の地球離脱にどのように役立つかを語ります。

地球上の3Dプリント

△ Relativity Space HQ のスターゲイト金属 3D プリンター

現在、3Dプリント技術はロケット製造業界でも活用され始めています。一部の学者によると、人類を他の惑星の探査に送る上で最大の障害は技術ではなくコストだという。 3Dプリントというシンプルでコストを節約できる方法が、自然に研究者の目に留まりました。軌道打ち上げ会社Relativity Spaceの研究開発チームはかつて、ほぼ2階建ての高さの3D金属プリンター「Stargate」を設計しました。これは現在、ロケットの製造に使用されている世界最大のプリンターです。このプリンターシステムは、各アームに複数のプリントヘッドとレーザーを搭載しています。また、クラウドシミュレーション、高度なイメージングおよび検出センサー、インテリジェント学習テクノロジーなどの品質管理システムも搭載されています。これらの設計により、印刷後にシステムが自動的に組み立てられます。

△3DプリントされたRelativity Space Aeonエンジン点火装置

研究開発チームは、スターゲイトを使用してAeon 1ロケットエンジンを印刷しており、そのようなエンジンは20日で製造できると語った。通常数千個の部品があるエンジンに比べ、Aeon1 には 100 個の部品しかなく、打ち上げロケット Terran 1 も印刷される予定です。すべてがうまくいけば、これは完全に 3D プリントで作られた世界初のロケットとなる。従来のロケットに比べて部品の数は100分の1です。さらに、従来の製造には12～18か月かかるのに対し、スターゲイトは原材料から宇宙飛行可能な乗り物を69日以内に製造できると報告されている。

3D プリント技術は、立ち上げコストの削減に加えて、カスタマイズのニーズにもより柔軟に対応できます。たとえば、顧客はさまざまな負荷に応じてフェアリングのサイズを調整できます。同社は現在、Terran 1の開発と最終的な打ち上げを完了するために資金を調達している。しかし同時に、テランの初飛行は2020年末から2021年初頭に延期された。その理由の1つは、同社が幅2メートルのフェアリングを3メートル拡大し、積載量を2倍にしたためだ。

宇宙ステーションでの3Dプリント

△ 2020年12月、フロリダに拠点を置く宇宙製造会社Made In Spaceは、宇宙軌道上で初のセラミック部品を製造し、国際宇宙ステーション（ISS）で一体型タービン「ブレード」を3Dプリントした。

△宇宙ステーションで3Dプリントされたその他のセラミック部品

微小重力下でタービン部品を製造すると、沈降や組成勾配などの重力による欠陥が減少するため、強度の向上や残留応力の低減など、特性が向上した部品を製造できる可能性があります。この技術は、宇宙ステーションの潜在的な独自の製造能力を実証し、国際宇宙ステーションの商業利用を増やす可能性があります。

月と火星での 3D プリント<br /> そして、3D プリントされたロケットが月や火星に無事着陸すれば、3D プリンターを使用して家や車、さらにはさまざまな最新技術製品を印刷し、将来人類のための新しい家を建設できるようになります。宇宙3Dプリントの分野では、2つの組織が、月と火星での建物の3Dプリントの可能性を研究するためのスポンサーシップの入札に成功しました。その 1 つが欧州宇宙機関で、D-Shape プロセスを使用して月面に建物を 3D プリントしています。これは光硬化技術を使用した大型 3D プリンターです。層ごとに印刷するプロセスにより、砂と無機バインダーを組み合わせて石のような物質を作成できます。研究チームは、D-Shapeプロセスの発明者であるエンジニアのエンリコ・ディーニ氏、フォスター・アンド・パートナーズの建築家、宇宙コンサルタントのアルタSpA、およびサンタナ高等研究所ロボット工学研究所（PERCRO）の科学者で構成されていました。

もう一つの機関はNASAで、コンタークラフティングを使って月や火星に建物を3Dプリントする計画を立てています。これは、コンピューター制御のノズルからコンクリートを押し出して印刷する層ごとの印刷技術です。研究チームは、輪郭形成プロセスの発明者であるベロク・コシュネヴィス氏、建築家のニール・リッチー氏、構造エンジニアのアンダース・カールソン氏、空間建築家のマドゥ・タンガヴェル氏など、南カリフォルニア大学 (USC) の研究者のみで構成されています。

付加製造には、従来のプロセスに比べて多くの利点があります。製造される金属部品やプラスチック部品は軽量で、製造サイクルが短く、コストが低くなります。航空宇宙産業では、軽量化が決定的な要素です。従来の機械的な接続方法では、多くの場合、数千の部品が関係しており、プロセスが煩雑なだけでなく、部品の重量が増加すると、機器自体の不安定さも生じます。3D プリントの統合成形により、この問題を大幅に軽減したり、回避したりすることができます。宇宙船が軽ければ軽いほど打ち上げコストが低くなるため、3D プリント技術が航空宇宙分野で幅広く応用される可能性も高まります。一方、3D プリントは部品の製造において大きな利点があります。結局のところ、宇宙でオンデマンドでプリントする方が、船や補給船で輸送するよりも確実に優れています。

人類の旅はやがて星の海へと至り、そこでは将来すべての謎が一つずつ解明されることになるだろう。おそらくいつの日か、人類は地球外の新しい住処である宇宙人に 3D プリントの素晴らしさを教えることができるようになるでしょう。想像してみてください。遠く離れた未知の場所で、3D プリント技術で建てられた高層ビルの下に私たちが立っていて、手に「Antarctic Bear 3D Printing」アプリを開き、3D プリント技術を使用してこのような壮大な建物を建てる方法を宇宙人の友人に紹介しています。なんて美しいのでしょう!右？
南極のクマの願いは、火星か月に住み、基地の屋根に座って、遠くから地球の満ち欠けを眺めることです。あなたも参加しませんか？

3Dプリント技術は人類が地球外へ出てエイリアン基地を建設するのに役立つ

アンカー・イノベーションズの消費者向けM5 3Dプリンターはクラウドファンディングで5200万元を調達し、海外でも人気を博している

獣医外科における付加製造

3Dプリントグリーンテクノロジー都市は「一帯一路」の発展における新たな章となる

シグマ・ラボとマテリアライズが金属3Dプリントにおけるリアルタイムのエラー修正を可能にする新しいプラットフォームを開発

シリコン3Dプリントの最新進歩

整形外科用3Dプリント会社、Aikang Medicalが香港で上場後急騰、時価総額は27億香港ドル

3Dプリントがチェコのデザイナーの小型電気自動車開発を支援

ELASTIUMは初の全フォーム3Dプリントスニーカーを発売し、所有者にデジタル所有権を与えるNFTテクノロジーを導入

3Dプリント技術が新薬開発を加速、トリアゾンとベーリンガーインゲルハイムが協力を開始

世界初の現場3Dプリント二層実証ビルが二層プリントを完了

推薦する

WASP、高さ1メートルの物体を印刷できる新しい粘土3Dプリンターを発売

イタリアのシスマ社が初の高速・高度に自動化されたDLP 3Dプリンターを発売

金属3Dプリントの欠陥解決に関する研究——マルチスケール・マルチフィジックス数値シミュレーション

3DプリントバッテリースタートアップのSakuuがLivent Corporationと提携し、印刷可能なリチウム配合物を開発

Sciaky が電子ビーム金属 3D プリント (EBAM) の堆積速度記録を破り、1 時間あたり 18 kg を達成

セラミック強化チタンマトリックス複合材料のレーザー付加製造：微細構造、特性、補助プロセスおよびシミュレーションのレビュー

詳細記事: 3D プリント材料への道とは?

積層造形で使用される金属粉末のプロセスと性能、および最終製品への影響について簡単に説明します。

Hongrui FDM 3Dプリント体験: 最適なノズル温度を見つける

インカスと欧州宇宙機関は、月の廃棄物を使って部品を印刷することで、ステレオリソグラフィー（LMM）プロセスの新しい可能性を解き放つために協力しています。

3Dプリントされた人間の頭部はAndroidの主力スマートフォンのロックを解除できるが、iPhone Xを騙すことはできない

10月18日、南極熊ビデオライブ放送付加製造構造最適化設計に関するハイエンドフォーラム

ストラタシスの新しいナイロン-カーボンファイバー複合3Dプリント材料：金属に匹敵する強度

実用的なヒント - ダイレクトメタル 3D プリントのための 10 の設計次元

詳細な読み物 | 大学学生 3D プリンティングイノベーションセンターでクラスター管理を実現する方法