|
Смогут ли марсианские поселенцы печатать инструменты
|
|
|
|
Если люди когда-нибудь заселят Марс, им понадобятся инструменты и детали для строительства сооружений на планете. Перевозить тяжелые, громоздкие материалы за 34 миллиона миль от Земли было бы непрактично. Лучшим вариантом, по мнению Зейна Мебруера, недавнего выпускника Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, была бы 3D-печать предметов на Красной планете. Его новое исследование, проведенное в то время, когда он был отличником в области машиностроения в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, предполагает, что это возможно. Исследование, проведенное Мебруером под руководством Ван Шоу, доцента кафедры машиностроения, было опубликовано в журнале Journal of Manufacturing and Materials Processing.
|
|
|
|
Как правило, 3D-печать металла выполняется в камере, заполненной аргоном, нетоксичным газом, который предотвращает окисление. Мебруер хотел выяснить, можно ли успешно выполнять 3D-печать металла в атмосфере углекислого газа, который составляет 95% атмосферы Марса. Если бы это было возможно, аргон не нужно было бы транспортировать на Марс или производить на нем.
|
|
|
|
В исследовании Мебруера использовалось лазерное наплавление порошкового слоя, которое часто сокращенно называют PBF-LB. В этом методе 3D-печати металла металлический порошок наносится одним слоем на пластину. Лазер расплавляет порошок в сплошной слой. Пластина опускается, наносится еще один слой порошка, и лазер вплавляет его в следующий слой объекта.
|
|
|
|
Этот процесс эффективен. Неиспользованный металл из каждого слоя может быть собран и переработан. Однако металл может быстро окисляться в процессе производства. В отличие от ржавчины на внешней стороне металлического изделия, окисление, возникающее при аддитивном производстве, может ослабить внутреннюю структуру детали.
|
|
|
|
|
|
|
"Сцепление между слоями будет намного хуже. Это повлияет на прочность материала", - сказал Мебруер.
|
|
|
|
В ходе эксперимента простые однослойные металлические линии были напечатаны в атмосфере аргона, углекислого газа и окружающего воздуха. Результаты были исследованы на микроскопическом уровне на предмет наличия дефектов и того, насколько однородной и плоской была поверхность однослойных деталей. В то время как печать в аргоне давала наилучшие результаты, детали, напечатанные в среде CO2, были многообещающими и превосходили те, которые были изготовлены в окружающей среде.
|
|
|
|
"Это подтверждение концепции", - сказал Шоу, который помогал Мебруеру концептуализировать работу и руководил исследованиями в его лаборатории.
|
|
|
|
Эта работа - маленький шаг к заселению Марса человеком. Для Мебруера работа, которую он завершил, будучи студентом, и публикация результатов в рецензируемом журнале стали гигантским скачком в его карьере.
|
|
|
|
Мебруер сейчас учится в докторантуре по машиностроению в Технологическом институте Джорджии. Когда он проходил собеседование для участия в программе, его нынешний научный руководитель хотел узнать о его работе и исследованиях в Университете штата Аризона.
|
|
|
|
"Почти все, о чем мы говорили, было об этом исследовательском проекте. Он был впечатлен. После этого он довольно быстро прислал предложение", - сказал Мебруер.
|
|
|
|
Источник
|
