Facebook
_Featured-Img-Cikk-680x380

Az első 3D nyomtató a Földön kívül

Elon Musk SpaceX nevű cége is jelen volt, amikor is a Dragon űrhajót egy teherszállítási küldetés keretében útnak indították a Nemzetközi Űrállomásra. A hajó fedélzetén a NASA 3D nyomtatója is ott volt, hogy történelmet írjon a 3D nyomtatás területén. Ez nem egyszerűen az első 3D nyomtató az űrben, hanem ez a készülék lesz az első gyártásra képes eszköz a Földön kívül. A készülék nem egy egyszerű, boltban megvásárolható 3D nyomtató; ezt a modellt kifejezetten a súlytalanságban, vagy zérógravitációs környezetben való működésre tervezték.

Friss hír, hogy 2014. november 17-én a Nemzetközi Űrállomáson Barry “Butch” Wilmore űrhajós a nyomtatót kicsomagolták és nyomtatásra előkészítették.

Élő NASA TV közvetítés:

Először is vessünk egy pillantást a cégre, amely lehetővé tette e történelmi jelentőségű eseményét, illetve a vállalat azon terveire, miszerint kifejleszt egy kereskedelemben kapható, 3D nyomtatóval működő gyártórendszert a Nemzetközi Űrállomáson, majd tekintsük át ennek az eseménynek a hosszú távú jelentőségét a 3D nyomtatási iparág befektetőire nézve.

1-a

A Nemzetközi Űrállomás robotkarja megragadja a Dragon űrhajót egy, a NASA számára végzett korábbi teherszállítási küldetése során. Forrás: SpaceX.

Már nem a csillagos ég a határ a 3D nyomtatás számára

A Made In Space az a magántulajdonban lévő cég, amely kifejlesztette és megépítette ezt a történelmi 3D nyomtatót. A NASA Ames kutatóközpontjának egyik programja keretében alapították 2010-ben a Singularity Egyetemen, és a kényelmes módon a székhelye is Amesben van.

0-a

A céget azzal a céllal hozták létre, hogy összekösse a 3D nyomtatást – pontosabban az „additív gyártást”, hiszen a technológia egy alkatrész rétegenkénti megépítéséből áll – az űriparral. Az alapító csapat igazi űripari veteránokból (beleértve egy űrhajóst), a 3D nyomtatás szakértőiből és számos vállalkozóból áll. A 3D nyomtatás szakértői között ott van a Bespoke Innovations társalapítója, aki az Autodesk egyik igazgatója. A Bespoke-ot 2012-ben felvásárolta a 3D Systems, az Autodesk pedig 3D nyomtatáshoz és egyéb alkalmazásokhoz gyárt tervezőszoftvereket. A Made in Space valójában az Autodesk szoftverét használta a 3D nyomtatója megtervezéséhez.

A Made In Space küldetése 2013 elején kezdődött, amikor elnyerte a NASA Marshall Űrrepülési Központjának kisvállalatok számára kiírt kereskedelmi célú pályázatát, amelynek célja 3D nyomtatók gyártása volt a Nemzetközi Űrállomás számára. A projekt neve „Kísérleti 3D nyomtatás zérógravitációs környezetben” volt.

3-a

Az űrutazás során használható 3D nyomtató megépítése nem egyszerű feladat. A folyamat részeként több mint 20 000 órán keresztül teszteltek több tucat különböző, kereskedelmi forgalomban kapható, illetve egyedi építésű 3D nyomtatót és alkatrészt. Végül a Made In Space kénytelen volt teljesen az alapoktól kezdve megtervezni és legyártani egy extruderalapú nyomtatót, hogy biztosítsa annak megbízható működését mikrogravitációs környezetben, és teljesítse a NASA szigorú biztonsági és üzemeltetési követelményeit. A nyomtatót „túlméretezték”, hogy képes legyen a kilövés is túlélni, és a hardvert úgy alakították ki, hogy az alkatrészek biztosan ne mozogjanak vagy lebegjenek, amikor nem kellene nekik.

4-a

A cég által épített három nyomtatót szimulációkban vizsgálták meg, hogy lássák a mikrogravitáció lehetséges hatásait. Ezt parabolikus repülésekkel valósították meg, amelyek közben rövid időre elérhető a súlytalanság. Természetesen az űrbe szánt 3D nyomtatónak a NASA tanúsítványát is el kellett nyernie. A folyamat során egy tesztsorozatnak vetették alá a nyomtatót a NASA Marshall Űrrepülési Központjában: elektromágneses interferencia, vibráció, anyagmegfelelőség, emberi tényezők, elektromos, illetve a Nemzetközi Űrállomás csatolófelületeivel való kompatibilitás szempontjából vizsgálták.

A 3D nyomtató próbaalkatrészek és -szerszámok sorozatát fogja legyártani, többek között az első, a bolygónkon kívül legyártott tárgyat. Maga a nyomtatás valószínűleg nem fog elkezdődni ez év végéig, mivel jelenleg élő rágcsálókkal folynak kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson, amelyek prioritást élveznek.

A Made In Space 3D nyomtatója, amely útban van a Nemzetközi Űrállomásra. Forrás: Made In Space.

A Made In Space 3D nyomtatója, amely útban van a Nemzetközi Űrállomásra. Forrás: Made In Space.

Kis lépés egy 3D nyomtatónak, de hatalmas ugrás az űrbéli 3D nyomtatásnak

A küldetés adatait felhasználva a Made In Space egy második 3D nyomtatót fog tervezni, amely véglegesen felkerül majd az űrállomásra, és a vállalat additív gyártási létesítményébe kerül (AMF – Additive Manufacturing Facility). A létesítmény berendezéseit várhatóan 2015-ben indítják útra a Nemzetközi Űrállomásra.

A pótalkatrészek és szerszámok készítésének képessége rendkívül értékes a NASA és az űrhajósai számára. Jelenleg a NASA-nak sokkal több alkatrészt kell felszállítania, mint amennyire valójában szükség van bármelyik küldetésben. Ez érthető, hiszen az űrhajósok nem ugorhatnak le gyorsan az egyik barkácsáruházba, és nem is hívhatnak egy mesterembert, mint ahogy mi földlakók tesszük, ha hirtelen meg kell javítani valamit.

Ez jól illusztrálja a 3D nyomtatásban rejlő lehetőséget az űrbéli élet megkönnyítéséhez és a költségek jelentős csökkentéséhez: „Az első 3D nyomtatónk képes lesz azoknak az alkatrészeknek körülbelül 30%-át legyártani, amelyekre már egyszer szüksége volt a NASA-nak az űrállomáson végzett javításokhoz” – mondta Jason Dunn, a Made In Space műszaki igazgatója a sajtóközleményükben.

A most fellőtt nyomtató ABS műanyagból gyártja az alkatrészeket, ugyanabból az anyagból, amelyből a Lego-kockák készülnek. Grant Lowery, a Made In Space kommunikációs- és marketingigazgatója a héten telefonon azt mondta, hogy a 2015-től az AMF-ben használt nyomtatójuk több anyaggal lesz képes dolgozni, és nagyobb építőtérrel fog rendelkezni, mint az első generációs nyomtató. Ezáltal az AMF 3D nyomtatója biztosan javítani fog még a Dunn által fentebb említett 30%-os arányon. (A további anyagokat illetően Lowerynek nem állt módjában nyilatkozni.)

A NASA végső célja, hogy 3D nyomtatókat vigyen az űrutazásokra. A költséghatékonysági és a kényelmi tényezők mellett a biztonsági szempontok is fontosak. Még egy csapat űrkutató sem láthat előre minden lehetséges vészhelyzetet. Tehát egy 3D nyomtató életmentő lehet a fedélzeten, ha saját kezűleg összerakott megoldásra van szükség az űrutazás alatt.

Az űrbéli 3D nyomtatás az űripar egy teljesen új gazdasági oldalát is beindíthatja

Az egyik legérdekesebb részlet az AMF-et illetően, hogy a Made In Space tervezi a kereskedelmi forgalomba állítását. Tehát az űrhajósok mellett a kis műholdak gyártásában érdekelt vállalatok és a Nemzetközi Űrállomás független kutatói is kihasználhatják az AMF-et. A meglévő vállalkozások kiszolgálása mellett Lowery elmondása alapján a Made In Space az AMF-et az új vállalkozások inkubátoraként képzeli el.

5-a

Hosszú távon hihetetlen a lehetőségek skálája. Lowery szerint a vállalat úgy gondolja, hogy a nyomtatók előbb-utóbb aszteroidák anyagát is képesek lehetnek majd felhasználni alapanyagként. Az előnyök magukért beszélnek: a 3D nyomtatás teljes űrbéli folyamata önellátó lehetne, hiszen véget vetne a Földről indított alapanyagoktól való függésnek. Bármi legyen is a szállítmány, az űrbe juttatás mindig rendkívül drága mulatság, mivel kilogrammonként több ezer dollárba kerül már az is, hogy a Földről valamit alacsony Föld körüli röppályára állítsanak.

Már meg is alakult néhány vállalat, például a Planetary Resources és a Deep Space Industries, amelyek aszteroidák bányászatával kívánnak foglalkozni. A tudósok úgy gondolják, hogy az aszteroidák valószínűleg tartalmazzák mindazokat az összetevőket, amelyek szükségesek az űrben való létezéshez. Ezeknek a vállalkozásoknak az a célja, hogy nyersanyagokkal lássák el az új űrgazdaságot.

Az önellátás, vagy legalábbis a csaknem teljes önellátás elengedhetetlen, ha az emberek meg szeretnének hódítani más bolygókat is, mint a például a Marsot. Néhány ember szerint, beleértve a SpaceX alapítóját és igazgatóját, Elon Muskot is, erre 20 éven belül sor kerülhet.

Már nem a csillagos ég a határ a 3D nyomtatás (nyereségessége…) számára

A 3D nyomtatás piaca egészen elképzelhetetlen méreteteket is elérhet, ha a technológia képes lesz végre kilépni a bolygóról. Valószínűsíthető, hogy a kérdés valójában nem az, hogy „vajon”, hanem az, hogy „mikor”. A NASA, hasonlóan a repülőgép- és űripar egészéhez, rendkívül lelkes a 3D nyomtatást illetően, és már jelenleg is használja ezt a lenyűgöző technológiát különböző más alkalmazásokra. Ráadásul ahol nagy haszonra van kilátás, ott az innovatív vállalkozók legtöbbször elfogadják a kihívást.

A Wohlers 2014-es jelentése szerint a globális 3D nyomtatási ipar a 2013-as 3,07 milliárd dolláros értékről több mint 21 milliárd dolláros piaccá növekedhet 2020-ra – ez 31%-nál nagyobb összesített éves növekedési rátát jelent. Ismét a „ha” és a „mikor” kérdése merül fel, bár véleményem szerint inkább a „mikor” érvényes – ha a 3D nyomtatás a tesztelésen túl is elterjed a űrben, akkor Wohlers jelentés becslései még túl óvatosnak is bizonyulhatnak. Bár biztosan nem várható az űrbéli 3D nyomtatás robbanásszerű terjedése a következő hat évben, lehetséges, hogy 2020-ig komoly potenciál rejlik a technológia űrbéli alkalmazásaiba való befektetésekben.

Minél nagyobb a 3D nyomtatás piaca, annál nagyobb lesz a 3D nyomtatás iparágában várható nyereség. A Made In Space magánvállalat, vagyis a részvényei nem vásárolhatók meg a tőzsdén. Egyelőre biztosan túl korán van még bármilyen spekulációhoz a cég jövőjét illetően, hiszen még ki kell várnunk, hogyan működik a 3D nyomtatójuk az űrben. Ha megfelelően működik, és a vállalat mérhető előrelépést képes felmutatni ezen a területen, akkor valószínűleg tőzsdére megy. A tőzsdére lépés vagy az együttműködés egy tőzsdei céggel gyakran a legjobb módja annak, hogy a növekedéshez szükséges tőkét megszerezzék. Biztos, hogy a 3D nyomtatás két nagy szereplője, a 3D Systems és a Stratasys is szeretne egy szeletet az űriparból. Számos további vonzó lehetőség marad.

Amint a 3D nyomtatás piaca a világűr felé bővül, egyre több befektetési lehetőséget fog kínálni. Természetesen egyelőre túl korai bármit is jósolni erről. Naprakészen tartom majd az űrkutatás iránt érdeklődőket és a befektetőket a Made In Space fejlődéséről, illetve a vállalati együttműködésekről és kapcsolatokról.

Forrás: Fool.com