Stratasys 將把3D打印材料帶上月球，測試恢復能力和性能

2024年3月，南極熊獲悉，Stratasys正執(zhí)行一項獨特的任務——將3D打印帶到月球。作為太空探索的重要一步，Stratasys將向月球表面發(fā)送 3D 打印材料樣品。這些樣本搭載在無人著陸器上，位于同樣由 Stratasys 3D 打印的載體結構內。此任務由 Northrop Grumman公司牽頭，將重點進行三種不同材料的兩項實驗，標志著太空增材制造 (AM) 進入關鍵時刻。



Stratasys的此項月球項目于 2024 年 3 月 12 日宣布，旨在徹底改變人類探索太空的方法，有望將輻射暴露減少 50%。Stratasys將為第一個空間科學與技術評估設施任務 (SSTEF-1) 提供 3D 打印材料，SSTEF-1是一項商業(yè)空間測試服務，由位于德克薩斯州休斯頓的航空航天公司Aegis Aerospace開發(fā)。


△Stratasys FDM Antero 840CN03 輻射實驗外殼包含輻射屏蔽測試樣本

據 Stratasys 稱，其材料將通過無人駕駛著陸器前往月球表面，著陸器也采用 Stratasys 3D 打印的載體結構，由Ultem 9085熱塑性塑料制成，這種材料也常用于商用飛機內飾。然后，Northrop Grumman公司贊助的兩項實驗將評估它們在月球惡劣條件下的恢復能力和性能。一共有三種材料，這些材料都具有獨特的性能，能夠保護宇航員和設備免受太空環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。

●第一個實驗將測試由 Stratasys 專有的富含鎢的Antero 800NA FDM 燈絲制成的樣品部件，這種高性能熱塑性塑料以其強度、耐化學性和低釋氣特性而聞名，可以屏蔽太空中的有害輻射。在混合物中添加鎢可以顯著減少伽馬射線和 X 射線的暴露，為太空旅行者提供一個更安全的環(huán)境。

●第二個實驗旨在觀察 3D 打印材料在太空極端條件下的表現。它將評估具有電子靜電放電 (ESD) 特性的 Antero 840CN03 FDM 燈絲，以及 Stratasys 合作伙伴 Henkel 的新型 ESD 光聚合物。這些材料專為高溫環(huán)境而設計，將面臨月球塵埃、低壓以及月球大氣層（或缺乏大氣層）所特有的劇烈溫度波動的挑戰(zhàn)。

首席工業(yè)業(yè)務官Rich Garrity說道：“增材制造是太空任務的一項重要技術，這組實驗將幫助我們了解如何充分利用3D打印來確保我們前往月球及其他地方時的人員和設備安全?！?br />
SSTEF-1 任務計劃于 2025 年發(fā)射到月球，將在月球表面進行各種實驗。除了 Stratasys 外，該項目的合作者還包括還有六家美國科技公司和一家學術機構。SSTEF-1將采用尖端技術，如 3D 打印天線、電子系統(tǒng)、各種傳感器和先進的太陽能電池技術。2024 年 2 月，宙斯盾航空航天( Aegis Aerospace)公司確認 SSTEF-1 任務按原定發(fā)射日期進行，并且 SSTEF-1 相關載荷已組裝完畢并準備進行環(huán)境測試。


△Aegis Aerospace 的 SSTEF-1 鑒定裝置已組裝完畢并準備進行環(huán)境測試

在 Stratasys 任務宣布之前，在月球 3D 打印領域的開創(chuàng)性努力的基礎上，許多研究者已經嘗試利用3D打印材料進行月球探索和建造。然而，這些項目主要側重于研究和可行性研究，而不是向月球表面提供 3D 打印材料：

●NASA 一直在與各個合作伙伴合作，積極探索 3D 打印利用月球風化層直接在月球上建造月球基地和其他結構的潛力。

●歐洲航天局(ESA) 也與Foster + Partners等建筑師合作，參與了調查利用月球土壤 3D 打印可行性的項目。

●俄羅斯聯(lián)邦航天局 已確認計劃利用月球現場材料，實現原位3D打印，建造結構來支持長期任務，目標是在 2027 年實現登月。

●2020年，中國的嫦娥五號首次將月球樣本帶回地球，這是自1976年蘇聯(lián)最后一次探月任務以來，地球首次獲取的新一批月球巖石​。

總結
Stratasys、Aegis Aerospace 和Northrop Grumman公司之間的此次合作可能是首批直接在月球表面測試3D打印材料性能的項目之一。最終，它將貢獻有價值的數據，以便人類有一天能夠在月球上進行更深一步的探索。