伯克利研究人員將SpaceCAL 3D打印機(jī)送入太空進(jìn)行測試

導(dǎo)讀：未來的太空探索中，宇航員能夠利用3D打印技術(shù)在遠(yuǎn)離地球的星球上自行制造所需的零件，如在前往火星的任務(wù)中，當(dāng)飛船發(fā)生關(guān)鍵零件破損時，這項技術(shù)將顯著提高任務(wù)的可持續(xù)性和安全性，減少對地球支援的依賴。

△VSS Unity上的SpaceCAL 3D打印機(jī)

2024年7月3日，南極熊獲悉，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員近期在3D打印技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展，有可能徹底改變宇航員在太空任務(wù)期間管理維修和制造零件的方式。6月8日，該團(tuán)隊先進(jìn)的微重力3D打印機(jī)SpaceCAL在維珍銀河(SPCE.US) 07號任務(wù)中首次成功進(jìn)行太空測試。在任務(wù)期間，SpaceCAL使用液態(tài)塑料PEGDA在140秒內(nèi)自動打印并后處理了四個測試部件。

△SpaceCAL團(tuán)隊成員在維珍銀河發(fā)射場。從左到右：Sean Chu、Jake Nickel、Austin Portinause、Taylor Waddell和Brian Chung

SpaceCAL采用了計算機(jī)軸向光刻技術(shù)（CAL），這是加州大學(xué)伯克利分校于2017年開發(fā)的一項開創(chuàng)性3D打印技術(shù)。與傳統(tǒng)的3D打印方法相比，CAL利用光將粘性液體塑造成固體物體，實現(xiàn)了更快、更復(fù)雜的打印。這項技術(shù)在微重力條件下同樣有效，為太空探索開辟了新的可能性，例如按需制造航天器部件和醫(yī)療用品，從而減少了長期任務(wù)中對大量備件的需求。

加州大學(xué)伯克利分校、勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室（LLNL）和美國國家航空航天局（NASA）通力合作，共同開發(fā)了CAL技術(shù)。機(jī)械工程副教授Hayden Taylor及其團(tuán)隊，包括Taylor Waddell，已擴(kuò)展了CAL可以打印的材料范圍，涵蓋從硅樹脂和玻璃復(fù)合材料到生物材料。這種多功能性對航天器的維護(hù)和乘員的健康至關(guān)重要，能夠制造O形環(huán)、機(jī)械支架、牙科替換件甚至皮膚移植物等重要部件。

△由SpaceCAL打印的航天飛機(jī)模型，在微重力環(huán)境下漂浮，經(jīng)過全面后期處理

Waddell說道：“這些實驗的重點(diǎn)是推動技術(shù)進(jìn)步，造福所有人。盡管這些實驗是為了太空，但地球上的人們總能以各種方式從中受益。”

展望未來，該團(tuán)隊的目標(biāo)是進(jìn)一步推進(jìn)CAL技術(shù)，并可能將其應(yīng)用于太空生物打印人體器官等。NASA的資助將促進(jìn)國際空間站的實驗，以探索這一能力。接下來，沃德爾和他的同事希望與 NASA 合作開發(fā)和驗證能夠支持機(jī)組人員健康和保健的單一物體，例如宇航員的牙冠或手術(shù)傷口閉合工具。