NASA稱：ICESat-2衛星將攜帶從未應用的3D打印部件升空
在ATLAS設備的后部可以看到使用3D打印技術制造的部件：一個黑色的支架，它的作用是托住設備的光導纖維纜線。來源：NASA
材料牛注：作為支撐物的PEKK支架是第二個被航天器載入太空的3D打印部件，其中PEKK材料因其良好的靜電耗散性能和堅固性被首次應用于3D打印技術和航天領域。ICESat-2衛星上的另一項突破是“光子計數”的應用，這使其能更加精確地測量地表海拔的變化。
在位于馬里蘭州Greenbelt的戈達德宇宙飛行中心內部，NASA工程師們為他們的冰云地高衛星2號（ICESat-2）設計了一個3D打印部件。這個定于2018年發射的衛星，其設備中將會包含一個3D打印的支架，用于3D打印的材料是聚醚酮酮（PEKK），該材料之前從未被應用于疊加式制造或航天技術中。該3D打印的支架將會用于支撐設備的光導纖維纜線。
“這是該材料的首次應用，”Craig Auletti說。Craig Auletti是ICESat-2上唯一的儀器——高級地形測量激光測高系統（ATLAS）的首席制造工程師。
事實上，據ATLAS機械系統工程師Oren Sheinman稱，PEKK支架是第二個隨航天器上天的3D打印部件。
開發者們選擇PEKK是因為該材料的靜電耗散性能和其堅固性。同時，該材料產生極小的“釋氣”現象，“釋氣”是一個化學過程，與塑料或者其他材料釋放氣體的過程極為相似。在真空中或在加熱的條件下，這些釋放出的氣體污染物會沉積在光學器件和熱輻射器上并對它們造成損害，從而極大地降低設備的性能。
疊加式制造的生產效率高、成本低，是一種真對傳統制造方法的取代方案。
“如果我們使用傳統方式制造這個部件，將會花6-8周的時間。但是現在，我們只需要2天，”Sheinman如是說，并補充道：現在成本也降低到了傳統制造的四分之一。
NASA的工程師們可以快速而高效地打印這一部件。生產過程由一個計算機控制的設備完成，使用高功率光纖激光器熔化和融合由3D CAD模型精確定位的粉末材料，從而一層一層地打印出立體物。
在戈達德無塵室中的ATLAS設備，該設備在此被組裝。來源：NASA/ D. McCallum
3D打印的支架并不是該項任務中唯一的獨特之處。ICESat-2被設計去探測格陵蘭和南極的冰蓋海拔變化、海冰厚度和全球植被情況。它將會使用一種從未在航天領域使用過的技術去完成其任務。這項技術就是NASA的首個應用于航天器上的光子計數激光測高儀，這是一個測量表面海拔的全新精確的方法。
ICESat-2將可以測量冰蓋海拔的變化，之前這是一項較為嚴峻的挑戰。ICESat-2通過將綠激光分成6束3對并以每秒10000脈沖持續射向地球，從而實現其功能。
這項技術被稱為“光子計數”，此前從未在航天設備上為測高而使用過。它能更加精確地記錄每一個光子的飛行時間，即這些光子從儀器出發、被地表反射和最終返回到探測儀器的時間。
“該設備已基本完工，”ATLAS設備科學家Tony Martino說，航天器將會被最新的Delta II運載火箭搭載升空。“所有功能部件都已準備就緒，我們的首個全面檢測將從二月開始。我們已逐漸步入正軌。”
感謝材料人編輯部任丹丹提供素材。
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