3D nyomtatással kísérletezik az ESA

Az űrszemét elleni harc jegyében az Európai Űrügynökség (ESA) teszteli, hogy a közeljövőben a 3D nyomtatással készült alkatrészek miként használhatók fel az űripari alkalmazásokban. A 3D-s nyomtatás az űripari alkalmazásokat tekintve is nagyon ígéretes technológia, szinte minden szükséges alkatrész prototípusa készül már így. Kérdés azonban, hogy az eredmény valóban megfelel-e a világűr által támasztott rendkívül szigorú minőségi követelményeknek.

Az Európai Űrügynökség (ESA) a Clean Space kezdeményezés keretében most annak a tesztelését tervezi, hogy az így készült alkatrészek teljesítik-e az elvárásokat: a háromdimenziós nyomtatás során az alkatrészeket nem egyetlen darabból esztergálják, marják, csiszolják, mint a hagyományos eljárásokban, hanem rétegenként rakják össze azokat. 

Van azonban egy probléma: A 3D nyomtatás jelenleg durvább felületeket eredményez, mint a klasszikus gyártási eljárások. Míg ez a földi alkalmazások során általában nem jelent komolyabb problémát, a világűrben akár végzetes következményei is lehetnek. A Nobel-díjas Linus Pauling mondta egyszer: lehet, hogy a szilárd testeket a Jóisten teremtette, de azok felülete biztosan az ördög munkája volt. Az űrben használt anyagok felületének olyan simának kell lenni, amennyire csak lehet, lehetőleg pórusok és csak lazán kötött szemcsék nélkül, amik esetleg repedéseket okozhatnának. A felületeknek ráadásul tisztának is kell lenniük, mégpedig a legszigorúbb sebészeti standardoknak megfelelően. A múltban műholdak finom elektronikai és optikai alkatrészei is szenvedtek végzetes sérüléseket a szennyeződések vagy a kigázosodás miatt.

Az ESA új projektjében a műholdak és egyéb űreszközök építése során jellemzően használt anyagokkal, az alumíniummal, a titánnal és a rozsdamentes acéllal végeznek majd háromdimenziós nyomtatási kísérleteket annak megállapítására, hogy az így készült alkatrészek felületei kellően simák és hibamentesek lesznek-e.

A munka során különböző eljárásokat alkalmaznak majd, köztük a lézer- és elektronsugárral történő olvasztást, illetve a homokfúvásos, maratásos, nikkelbevonásos és festéses felületkezelési technológiákat. A kezelt részek mechanikai tulajdonságait a korrózióval szembeni ellenállás szempontjából is vizsgálják és törésteszteket is végrehajtanak. Azért, hogy a vizsgálatok a mintákat ne sértsék, csak roncsolásmentes eljárásokat alkalmaznak, mint például az ultrahangos vagy röntgensugárzásos módszer, de az ESA dél-amerikai egyenlítői kilövőhelyén a magas páratartalommal szembeni ellenállásukat is tervezik tesztelni, illetve a világűrbe juttatva őket a szélsőségesen hideg körülmények között is vizsgálni fogják a viselkedésüket. Az ESA a projekthez közreműködő cégeket is keres.