Stratasys 3D列印為國際空間站中的義大利望遠鏡提供了動力

使用FDM 3D列印將生產成本降低十分之一

雖然3D列印正在改變世界各地零件的製造方式，但該技術也開始改變其上面的事物。

最新的例子：義大利的國際核子物理研究所（INFN –國家核子物理研究所）使用FDM®3D列印技術，生產了認證的3D列印零件，供國際空間站（ISS）使用。作為義大利航天局（ASI）與俄羅斯航天局“ Roscosmos”之間的一項臨時雙邊協議的一部分，INFN使用其Stratasys Fortus 450mc FDM 3D列印機生產了同類產品中的首創的整個機械結構。目前位於國際空間站上的宇宙紫外線望遠鏡，是在ASI的協調下實現的。

為了研究國際空間站的地面和宇宙紫外線的發射，名為“ Mini-EUSO”（用於極端宇宙空間天文臺的多波長成像新儀器）的望遠鏡最近被發射到聯盟號火箭上，並成功放置在面向地球的窗戶上ISS的俄羅斯Zvezda模塊。

“ Mini-EUSO繞軌道運行約90分鐘，記錄了視線內的所有空間和大氣物體及事件，包括夜空產生的紫外線排放，瞬態發光事件，流星，空間碎片等，”首席研究員Marco Ricci解釋說。納斯尼納裡·迪·弗拉斯卡蒂（Nasionali di Frascati）國際實驗室實驗室（FNF）和國際合作實驗室（INFN）國家經理EUSO SPB2義大利。最終的科學目標是製作一個在UV範圍（300-400 nm）中的高解析度地球圖，該圖有望顯著推進宇宙射線的研究，同時也可作為未來太空任務的重要實驗。

3D列印對該項目的影響已經發生了變化。通過在Mini-EUSO機械結構的整個生產過程中使用3D列印聚合物，該團隊將項目的總成本降低了十分之一，並且每年節省了一年的開發時間。裡奇說：“對於我們來說，這是令人難以置信的結果，我從未想過3D列印。”

羅馬INFN機械設計與製造部負責人Tommaso Napolitano表示，生產Mini-EUSO的機械結構面臨若干挑戰。最值得注意的是，該團隊需要的材料應能滿足航空航太工業和ISS的嚴格認證要求，並能承受火箭發射的機械應力和振動。

Tomasso說：“我們探索了在達到材料認證的同時可以達到預期性能的多種方法。” “我們甚至用鋁製造了完整的原型，鋁是航空航太中最常見的材料之一。但結果出乎意料之外–結構太重，無法提供內部電流所需的絕緣。”

ULTEM™9085樹脂被證明是理想的替代品。這種材料不僅非常耐用，而且重量輕，具有出色的絕緣性能，並且具有化學和耐熱性。“可以說，沒有能力在這種材料上印刷Mini-EUSO結構，我們將無法滿足ISS的安全和重量限制，” Tomasso說。

由ASI協調和資助的Mini-EUSO項目是由JEM EUSO協作（聯合實驗任務–極限宇宙空間天文臺）開發的，該項目是更廣泛的國際計劃，包括法國，德國，義大利，日本，波蘭，俄羅斯，斯洛伐克，瑞典，瑞士和美國。該計劃旨在探索太空中超高能宇宙射線的起源和性質，並將在未來三年內將3D列印的Mini-EUSO望遠鏡留在國際空間站上。

理奇說，Mini-EUSO記錄的第一批數據的結果令人鼓舞。

他說：“我為項目的執行方式感到非常自豪，並對取得的成就感到非常興奮。” “對我來說，現在很清楚3D列印如何為科學研究的未來成功和技術進步做出重大貢獻。”

INFN是一家義大利政府研究機構，負責促進，協調和開展核，亞核和天體物理學方面的科學研究。實驗室的Nazionali di Frascati實驗室（LNF）是INFN的四個國家研究中心之一，該實驗室還與義大利主要大學合作，作為其研究活動的一部分。在LNF，該團隊有幾台Stratasys FDM 3D列印機用於其生產工作，其中最新的是來自Stratasys本地合作夥伴CAD Manager（隸屬於Energy Group）的另一台Fortus 450mc。此外，該團隊最近首次引入了PolyJet 3D列印，以進一步促進其設計工作。

3D列印的微型EUSO成功放置在國際空間站俄羅斯Zvezda模塊的面向地球的視窗上。