Evropská kosmická agentura zveřejnila fotografii dvou robotických ramen, která pracují na projektu, který povede k doposud největšímu a nejkomplexnějšímu 3D vytištěnému objektu z titanu – zkušební verzi optické lavice o průměru tří metrů, která se stane srdcem evropské rentgenové observatoře Athena. Obě paže jsou schopné volného pohybu v mnoha různých osách, ale každá z nich má jiný úkol. První rameno ukládá na předem určené místo vrstvy titanového prášku, které následně spéká laserem. Druhé rameno pak okamžitě svým kryogenně chlazeným nástrojem odřezává všechny nedokonalosti. Celá konstrukce se přitom pomalu pohybuje na základně o průměru 3,4 metru.
Zdroj: https://www.cosmos.esa.int
„ESA za tímto účelem spojila síly s německým Fraunhofer Institutem pro materiálové technologie,“ vysvětluje Johannes Gumpinger, materiálový inženýr z ESA a dodává: „Závěrečná podoba optické lavice mise Athena zatím nebyla specifikována, ale pokud má být vyrobena z titanu, pak při této velikosti a komplexnosti nemůže být vytvořena jinak.“
Samotná mise Athena má startovat v roce 2031 a jejím úkolem je nahlédnout 10 – 100× hlouběji do kosmu, než zvládly dřívější rentgenové observatoře, aby mohla zkoumat opravdu horké objekty a vysokoenergetické procesy. Návrh počítá s naprosto inovativní technologií rentgenové optiky, která bude tvořena štosem zrcadlových modulů. Ty budou pečlivě umístěny, aby zachytily a zaostřily vysokoenergetické rentgenové záření. Samotná optická lavice má za úkol umožnit zarovnání a pevné připojení 750 těchto zrcadlových modulů, které budou uloženy v komplexní struktuře s mnoha prohlubněmi s maximální hloubkou až 30 centimetrů.
Zdroj: http://www.esa.int
Celkový tvar této konstrukce musí být navíc extrémně přesný – inženýři požadují odchylky v řádu pár desítek mikrometrů. „Optická lavice vzhledem ke své komplexnosti vyžaduje, aby každá nově přidaná vrstva byla okamžitě po natištění opracována,“ vysvětluje André Seidel, který dohlíží na celý projekt a dodává: „Jakákoliv dodatečná úprava by znamenala riziko kontaminace a oslabení titanu s úrovní kvality pro použití ve vesmíru. Celý proces jsme navrhli tak, aby se minimalizovalo riziko kontaminace. Na titanový prášek se před laserem fouká inertní plyn argon, což také snižuje riziko kontaminace vzduchem. Samotný obráběcí nástroj je chlazen pomocí zkapalněného oxidu uhličitého, který se při zahřívání odpařuje. Tím se zabrání nechtěným usazeninám na čerstvě uloženém kovovém povrchu.“
Citlivé senzory navíc okamžitě zaznamenají jakékoliv odchylky od požadované tolerance. Podle jejich rozsahu se dá rozhodnout, zda se dá defekt opracovat, nebo zda se úplně odstraní a vytiskne znovu. Až doposud se takto vyráběly menší díly, následovat bude demonstrátor optické lavice o průměru metr a půl. Vyrobit plnorozměrový exemplář s průměrem tři metry by mělo podle odhadů trvat zhruba rok. „Bude to velký úkol, který ukousne hodně času a energie,“ říká Johannes Gumpinger a dodává: „Ale když ho zvládneme, půjde o největší titanový objekt jaký kdy kdo 3D vytisknul. Tento proces navíc bude dostupný i k výrobě dalších velkých dílů – třeba i z jiných kovů.“
Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/…/3D_printing_and_milling_Athena_optic_bench.jpg
https://www.cosmos.esa.int/documents/400752/400860/cdf_front.png
http://www.esa.int/…/19230430-1-eng-GB/Athena_mirror_module.jpg
Na túto misiu sa teším a som úplne nadšený keď vidím všetky tie špičkové technológie ktoré sa pri tejto príležitosti vyvíjajú.
Ale mám pár otázok:
-Ešte nie je rozhodnuté z akého materiálu má byť optická lavica? Ak je to tak, potom nechápem zmysel tohto 3D tisku. Predsa vyvinúť 3D tlač pomocou titánového prášku určite nebude lacná záležitosť…
-Druhá otázka sa týka vloženého videa. Podľa názvu by malo ísť o 3D tlač optickej lavice (resp. jej demonštrátor) pre detektor Athena ale technológia tlače nezodpovedá popisu v článku.
„Predsa vyvinúť 3D tlač pomocou titánového prášku určite nebude lacná záležitosť“
3D tisk z titanu se již dávno komerčně používá.
https://www.kosmonautix.cz/2019/01/nevyuzivanou-rampu-vyuzije-smely-startup/
Dovoluji si upozornit, že výše uvedený článek o firmě Relativity Space neobsahuje žádnou informaci o tom, že by tato firma resp. jejich tiskárna Stargate tiskla z titanu. A pokud budete hledat na webu, zjistíte, že taková informace nikde není. Ano, najdete obecnější články, kde se píše o této firmě a o kus dál o titanu, ale pozor – bez vzájemé souvislosti. 3D tiskárna Stargete používá kovový drát, nikoli prášek. Odhaduji, že jde o ušlechtilou ocel. Méně pravděpodobná je slitina hliníku, ale budiž. Ale titan se používá ve formě prášku.
Tím nechci říci, že by se z titanu netisklo, ale umí to u jiných firem. Zde se ale vyvíji o řád preciznější věc, než je obvyklé. Povrch každé vrstvičky se obrábí, aby se další vrstva prášku mohla nanést na dokonale rovný a čistý povrch.
Měl jsem dát jiný odkaz:
https://insmart.cz/3d-tisk-titanu-zlevni-vyrobu-novych-boeingu-787-dreamliner/
A též spíše na raketu Electron – tam se již přímo tiskne součástky motorů
https://www.kosmonautix.cz/2017/01/raketa-ktera-je-skutecne-na-baterky/
Ten Electron je omyl – nejde o titan – omluva.
S tou precizností máte možná pravdu – reagoval jsem spíše na to, že 3D tisk z titanu je novinkou.
Myslím, že titan je jistý, ale není jistá podoba té lavice. Tedy obecně definována je, ale nikoliv podrobně. I ten základní návrh ale ukazuje, že ten tvar bude komplikovaný a bude potřebovat tuto metodu.
Ano, to mi taky vrtalo hlavou. Domnívám se, že šlo o nějakou předcházející zkoušku.
Díky za odpoveď!
Prečo by technológia 3D tlače vo videu nemala zodpovedať tomu čo je v článku? Ide o 3D tlač robotickým ramenom pomocou fúkaného práčku a spekaného laserom len bez toho opracovania.
Presne o to „len“ mi išlo…
Jen pozn. Argon je inertní plyn nikoliv interní.
Díky, překlep opraven.
Tak tohle je velice zajímavé,teda po technologické stránce.
Skvělé. Ovšem z pohledu té přesnosti by bylo daleko zajímavější vidět ten nástroj na tom druhém rameni, který ořezává ty nepřesnosti. Přesnost v desítce mikrometrů, tedy asi nějaká bruska.
Pro zařízení na obrázku ta přesnost nebude nijak velká. Na obrázku jsou totiž dva průmysloví roboti s agregáty na koncích ramen. Tento typ robota polohuje konec ramene s přesností kolem půl milimetru …