De eerste metaalprintende 3D-printer die in de ruimte wordt gebruikt, is onderweg naar het internationale ruimtestation. De Cygnus NG-20-bezorgmissie, met aan boord de printer van 180 kg, is dinsdag gelanceerd en zal vandaag bij het ISS aankomen. Astronaut Andreas Mogensen gaat een printer installeren waar Airbus speciaal voor heeft ontwikkeld ESA.
Na installatie wordt het apparaat bewaakt en gevolgd Aarde. Op polymeren gebaseerde 3D-printers zijn in het verleden in het ISS gebruikt, maar het 3D-printen van metalen in een baan om de aarde zou een veel uitdagendere taak zijn. Het apparaat zal werken met een soort roestvrij staal dat veel wordt gebruikt bij waterzuivering en medische implantaten, omdat het goed bestand is tegen corrosie.
Nadat de roestvrijstalen draad in de printzone is geduwd, smelt de printer deze met behulp van een laser die ongeveer een miljoen keer krachtiger is dan een laserpointer. Vervolgens stuurt de printer het gesmolten metaal om te printen.
Het smeltpunt van het metaal ligt rond de 1400°C en de printer werkt in een volledig afgesloten doos. Voordat het kan werken, moet het de zuurstof de ruimte in brengen en vervangen door stikstof. Anders zal het gesmolten metaal oxideren. Gezien de hogere temperaturen dan een 3D-printer voor plastic (die opwarmt tot 200°C) “is het noodzakelijk om de veiligheid van de bemanning en het station zelf te garanderen, terwijl de onderhoudsmogelijkheden ook zeer beperkt zijn”, zegt de ESA. "Als dit lukt, zullen de sterkte, geleidbaarheid en stijfheid van het metaal het potentieel van 3D-printen in de ruimte naar nieuwe hoogten tillen."
Er zijn vier proefdrukken gepland. De printer drukt dezelfde monsters af die eerder op aarde zijn gemaakt. Deskundigen zullen de twee versies vergelijken om wetenschappers te helpen begrijpen hoe de kwaliteit en prestaties van printen in de ruimte verschillen. Hoewel elk onderdeel minder dan 250 gram weegt en kleiner is dan een frisdrankblikje, zal de printer twee tot vier weken besteden aan het maken van elk onderdeel. Het apparaat zal niet meer dan vier uur per dag werken, omdat de ventilatoren en de motor behoorlijk luid zijn en het ISS strikte geluidsvoorschriften hanteert.
Als het experiment succesvol is, zou dit de weg vrijmaken voor astronauten en ruimtevaartorganisaties om de gereedschappen of onderdelen die ze nodig hebben te kunnen printen zonder ze te hoeven verschepen met bevoorradingsmissies. Ook het 3D-printen van metalen onderdelen kan helpen bij de constructie van de basis maanden met behulp van gerecyclede materialen of getransformeerde regoliet. In de toekomst kan dit nuttig zijn voor missies naar Mars.
Lees ook: