Если люди в один прекрасный день поселятся на Марсе, им понадобятся инструменты и детали для строительства сооружений на планете. Переносить тяжелые, громоздкие запасы в 34 млн миль от Земли было бы непрактично.
Спасательная технология 3D-печати
Лучшим планом, говорит Зейн Мебруэр, недавний выпускник Университета Аризоны, было бы печатать предметы на Красной планете с помощью 3D-печати. Его новое исследование, проведенное во время обучения «на отлично» по специальности «Механическая инженерия» в Университете Аризоны, свидетельствует, что это может быть возможным.
Исследование, которое Мебруэр провел под руководством Ван Шоу, доцента кафедры машиностроения, опубликовано в Journal of Manufacturing and Materials Processing.
Обычно 3D-печать металла осуществляется в камере, заполненной аргоном, нетоксичным газом, предотвращающим окисление. Мебруэр хотел узнать, можно ли успешно осуществить 3D-печать металла в атмосфере углекислого газа, составляющего 95 % атмосферы Марса. Если это возможно, тогда не пришлось бы транспортировать или производить аргон на Марсе.
Процесс лазерной печати
Исследование Мебруэра использовало лазерное сплавление порошкового слоя, часто сокращенное PBF-LB. В этом методе 3D-печати металла металлический порошок равномерно распределяется в один слой на пластине. Лазер соединяет порошок в сплошной слой. Пластина опускается, наносится еще один слой порошка и лазер соединяет его в следующий слой объекта.
Процесс эффективен. Неиспользованный металл из каждого слоя можно собрать и переделать. Однако металл может быстро окисляться в ходе производственного процесса. В отличие от ржавчины на внешней стороне металлического объекта, окисление, которое происходит во время аддитивного производства, может ослабить внутреннюю структуру детали.
Результаты и значение эксперимента Мебруэра
В эксперименте простые одноуровневые металлические линии печатались в атмосферах аргона, углекислого газа и обычного воздуха. Результаты исследовали на микроскопическом уровне по поводу дефектов и того, насколько одноуровневые части достигли ровной, плоской поверхности. Хотя печать в аргоне давала наилучшие результаты, части, напечатанные в CO2, показали обнадеживающие показатели и были лучше тех, что были изготовлены в обычной атмосфере.
Эта работа является небольшим шагом к освоению Марса людьми. Для Мебруэра работа, которую он проделал как студент Аризонского Университета — и получение результатов, опубликованных в рецензируемом журнале, — была гигантским скачком в его карьере. Мебруэр является аспирантом по механической инженерии в Технологическом институте Джорджии.
По материалам phys.org
