20 صدي کان وٺي، انساني نسل خلا جي ڳولا ۽ زمين کان ٻاهر ڇا آهي اهو سمجهڻ ۾ دلچسپي رکي ٿو. ناسا ۽ اي ايس اي جهڙيون وڏيون تنظيمون خلائي ڳولا ۾ اڳڀريون رهيون آهن، ۽ هن فتح ۾ هڪ ٻيو اهم رانديگر 3D پرنٽنگ آهي. گهٽ قيمت تي پيچيده حصن کي تيزيءَ سان پيدا ڪرڻ جي صلاحيت سان، هي ڊيزائن ٽيڪنالاجي ڪمپنين ۾ تيزي سان مشهور ٿي رهي آهي. اهو ڪيترن ئي ايپليڪيشنن جي تخليق کي ممڪن بڻائي ٿو، جهڙوڪ سيٽلائيٽ، اسپيس سوٽ، ۽ راڪيٽ اجزاء. حقيقت ۾، اسمار ٽيڪ جي مطابق، نجي خلائي صنعت جي اضافي پيداوار جي مارڪيٽ ويليو 2026 تائين €2.1 بلين تائين پهچڻ جي اميد آهي. اهو سوال پيدا ڪري ٿو: 3D پرنٽنگ انسانن کي خلا ۾ شاندار ٿيڻ ۾ ڪيئن مدد ڪري سگهي ٿي؟
شروعات ۾، 3D پرنٽنگ خاص طور تي طبي، آٽوميٽو، ۽ ايرو اسپيس صنعتن ۾ تيز پروٽوٽائپنگ لاءِ استعمال ٿيندي هئي. بهرحال، جيئن ٽيڪنالاجي وڌيڪ وسيع ٿي چڪي آهي، ان کي آخري مقصد جي حصن لاءِ وڌيڪ استعمال ڪيو پيو وڃي. ڌاتو اضافو پيداوار ٽيڪنالاجي، خاص طور تي L-PBF، انتهائي خلائي حالتن لاءِ مناسب خاصيتن ۽ استحڪام سان مختلف قسم جي ڌاتو جي پيداوار جي اجازت ڏني آهي. ٻيون 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجيون، جهڙوڪ DED، بائنڊر جيٽنگ، ۽ ايڪسٽروشن عمل، پڻ ايرو اسپيس حصن جي تياري ۾ استعمال ٿينديون آهن. تازن سالن ۾، نوان ڪاروباري ماڊل سامهون آيا آهن، جن ۾ ميڊ ان اسپيس ۽ رليٽيوٽي اسپيس جهڙيون ڪمپنيون ايرو اسپيس حصن کي ڊزائين ڪرڻ لاءِ 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي استعمال ڪنديون آهن.
رليٽيوٽي اسپيس ايرو اسپيس انڊسٽري لاءِ 3D پرنٽر تيار ڪري رهيو آهي
خلائي شعبي ۾ 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي
هاڻي جڏهن اسان انهن کي متعارف ڪرايو آهي، اچو ته ايرو اسپيس انڊسٽري ۾ استعمال ٿيندڙ مختلف 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي تي هڪ ويجهي نظر وجهون. پهرين، اهو نوٽ ڪرڻ گهرجي ته ڌاتو اضافو پيداوار، خاص طور تي L-PBF، هن ميدان ۾ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ آهي. هن عمل ۾ ليزر توانائي استعمال ڪندي ڌاتو پائوڊر جي پرت کي پرت ذريعي فيوز ڪرڻ شامل آهي. اهو خاص طور تي ننڍڙا، پيچيده، درست، ۽ ڪسٽمائيز حصا پيدا ڪرڻ لاءِ موزون آهي. ايرو اسپيس ٺاهيندڙ پڻ DED مان فائدو حاصل ڪري سگهن ٿا، جنهن ۾ ڌاتو جي تار يا پاؤڊر جمع ڪرڻ شامل آهي ۽ بنيادي طور تي مرمت، ڪوٽنگ، يا ڪسٽمائيز ڌاتو يا سيرامڪ حصن جي پيداوار لاءِ استعمال ٿيندو آهي.
ان جي ابتڙ، بائنڊر جيٽنگ، جيتوڻيڪ پيداوار جي رفتار ۽ گهٽ قيمت جي لحاظ کان فائديمند آهي، پر اعليٰ ڪارڪردگي وارن ميڪيڪل حصن جي پيداوار لاءِ مناسب ناهي ڇاڪاڻ ته ان کي پوسٽ پروسيسنگ مضبوط ڪرڻ جي مرحلن جي ضرورت آهي جيڪي آخري پيداوار جي پيداوار جي وقت کي وڌائين ٿا. ايڪسٽروشن ٽيڪنالاجي خلائي ماحول ۾ پڻ اثرائتو آهي. اهو ياد رکڻ گهرجي ته سڀئي پوليمر خلا ۾ استعمال لاءِ مناسب نه آهن، پر PEEK جهڙا اعليٰ ڪارڪردگي وارا پلاسٽڪ پنهنجي طاقت جي ڪري ڪجهه ڌاتو حصن کي تبديل ڪري سگهن ٿا. بهرحال، هي 3D پرنٽنگ عمل اڃا تائين تمام گهڻو وسيع نه آهي، پر اهو نئين مواد استعمال ڪندي خلائي ڳولا لاءِ هڪ قيمتي اثاثو بڻجي سگهي ٿو.
ليزر پائوڊر بيڊ فيوزن (L-PBF) ايرو اسپيس لاءِ 3D پرنٽنگ ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندڙ ٽيڪنالاجي آهي.
خلائي مواد جي صلاحيت
ايرو اسپيس انڊسٽري 3D پرنٽنگ ذريعي نئين مواد جي ڳولا ڪري رهي آهي، جديد متبادل پيش ڪري رهي آهي جيڪي مارڪيٽ کي خراب ڪري سگهن ٿا. جڏهن ته ٽائيٽينيم، ايلومينيم، ۽ نڪل-ڪروميم مصر جهڙيون ڌاتو هميشه مکيه ڌيان رهيون آهن، هڪ نئون مواد جلد ئي اسپاٽ لائٽ چوري ڪري سگهي ٿو: لونر ريگولٿ. لونر ريگولٿ چنڊ کي ڍڪڻ واري مٽيءَ جي هڪ پرت آهي، ۽ ESA ان کي 3D پرنٽنگ سان گڏ ڪرڻ جا فائدا ظاهر ڪيا آهن. ESA جو هڪ سينئر مينوفيڪچرنگ انجنيئر ايڊونٽ مڪايا، لونر ريگولٿ کي ڪنڪريٽ وانگر بيان ڪري ٿو، بنيادي طور تي سلڪون ۽ ٻين ڪيميائي عنصرن جهڙوڪ لوهه، ميگنيشيم، ايلومينيم، ۽ آڪسيجن مان ٺهيل آهي. ESA لٿوز سان ڀائيواري ڪئي آهي ته جيئن حقيقي چنڊ جي مٽيءَ سان ملندڙ جلندڙ خاصيتن سان نقل ٿيل لونر ريگولٿ استعمال ڪندي اسڪرو ۽ گيئر جهڙا ننڍا فنڪشنل حصا پيدا ڪري سگهجن.
قمري ريگوليٿ جي پيداوار ۾ شامل گھڻا عمل گرمي استعمال ڪن ٿا، ان کي SLS ۽ پائوڊر بانڊنگ پرنٽنگ حلن جهڙين ٽيڪنالاجين سان مطابقت رکن ٿا. ESA پڻ D-شڪل ٽيڪنالاجي استعمال ڪري رهيو آهي جنهن جو مقصد مواد سان ميگنيشيم ڪلورائڊ کي ملائي ۽ ان کي نقلي نموني ۾ مليل ميگنيشيم آڪسائيڊ سان ملائي مضبوط حصا پيدا ڪرڻ آهي. هن چنڊ جي مواد جي اهم فائدن مان هڪ ان جو نفيس پرنٽ ريزوليوشن آهي، جيڪو ان کي اعليٰ ترين درستگي سان پرزا پيدا ڪرڻ جي قابل بڻائي ٿو. هي خاصيت مستقبل جي قمري بنيادن لاءِ ايپليڪيشنن ۽ پيداوار جي اجزاء جي حد کي وڌائڻ ۾ بنيادي اثاثو بڻجي سگهي ٿي.
قمري ريگولٿ هر هنڌ آهي
مريخ تي موجود زميني مواد جو حوالو ڏيندي، مريخ تي موجود ريگولٿ پڻ موجود آهي. في الحال، بين الاقوامي خلائي ادارا هن مواد کي بحال نٿا ڪري سگهن، پر هن سائنسدانن کي ڪجهه خلائي منصوبن ۾ ان جي صلاحيت جي تحقيق ڪرڻ کان نه روڪيو آهي. محقق هن مواد جا نقلي نمونا استعمال ڪري رهيا آهن ۽ ان کي ٽائيٽينيم مصر سان گڏ ڪري اوزار يا راڪيٽ جا حصا پيدا ڪري رهيا آهن. شروعاتي نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته هي مواد وڌيڪ طاقت فراهم ڪندو ۽ سامان کي زنگ لڳڻ ۽ تابڪاري جي نقصان کان بچائيندو. جيتوڻيڪ انهن ٻنهي مواد ۾ ساڳيا خاصيتون آهن، پر قمري ريگولٿ اڃا تائين سڀ کان وڌيڪ آزمائشي مواد آهي. ٻيو فائدو اهو آهي ته اهي مواد زمين کان خام مال جي نقل و حمل جي ضرورت کان سواءِ سائيٽ تي تيار ڪري سگهجن ٿا. ان کان علاوه، ريگولٿ هڪ ناقابلِ برداشت مواد جو ذريعو آهي، جيڪو قلت کي روڪڻ ۾ مدد ڪري ٿو.
ايرو اسپيس انڊسٽري ۾ 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي جا استعمال
ايرو اسپيس انڊسٽري ۾ 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي جا استعمال استعمال ٿيندڙ مخصوص عمل جي لحاظ کان مختلف ٿي سگهن ٿا. مثال طور، ليزر پائوڊر بيڊ فيوزن (L-PBF) کي پيچيده مختصر مدت جي حصن، جهڙوڪ ٽول سسٽم يا خلائي اسپيئر پارٽس ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ڪيليفورنيا جي هڪ اسٽارٽ اپ لانچر، پنهنجي E-2 مائع راڪيٽ انجن کي وڌائڻ لاءِ Velo3D جي نيلم-ميٽل 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي استعمال ڪئي. ٺاهيندڙ جي عمل کي انڊڪشن ٽربائن ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، جيڪو LOX (مائع آڪسيجن) کي ڪمبشن چيمبر ۾ تيز ڪرڻ ۽ هلائڻ ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو. ٽربائن ۽ سينسر هر هڪ کي 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي استعمال ڪندي پرنٽ ڪيو ويو ۽ پوءِ گڏ ڪيو ويو. هي جديد جزو راڪيٽ کي وڌيڪ سيال جي وهڪري ۽ وڌيڪ زور فراهم ڪري ٿو، ان کي انجن جو هڪ ضروري حصو بڻائي ٿو.
Velo3D E-2 مائع راڪيٽ انجن جي تياري ۾ PBF ٽيڪنالاجي جي استعمال ۾ حصو ورتو.
اضافي پيداوار ۾ وسيع ايپليڪيشنون آهن، جن ۾ ننڍين ۽ وڏين اڏاوتن جي پيداوار شامل آهي. مثال طور، 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجيون جهڙوڪ ريليٽيوٽي اسپيس جي اسٽار گيٽ حل کي راڪيٽ فيول ٽينڪ ۽ پروپيلر بليڊ جهڙن وڏن حصن جي تياري لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ريليٽيوٽي اسپيس اهو ثابت ڪيو آهي ته ٽيران 1 جي ڪامياب پيداوار ذريعي، هڪ تقريبن مڪمل طور تي 3D-پرنٽ ٿيل راڪيٽ، جنهن ۾ ڪيترائي ميٽر ڊگهو فيول ٽينڪ شامل آهي. 23 مارچ 2023 تي ان جي پهرين لانچ، اضافي پيداوار جي عملن جي ڪارڪردگي ۽ اعتبار جو مظاهرو ڪيو.
ايڪسٽروژن تي ٻڌل 3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي پڻ PEEK جهڙي اعليٰ ڪارڪردگي واري مواد استعمال ڪندي حصن جي پيداوار جي اجازت ڏئي ٿي. هن ٿرموپلاسٽڪ مان ٺهيل اجزاء اڳ ۾ ئي خلا ۾ آزمايا ويا آهن ۽ UAE قمري مشن جي حصي طور راشد روور تي رکيا ويا هئا. هن ٽيسٽ جو مقصد انتهائي چنڊ جي حالتن ۾ PEEK جي مزاحمت جو جائزو وٺڻ هو. جيڪڏهن ڪامياب ٿيو، ته PEEK شايد انهن حالتن ۾ ڌاتو حصن کي تبديل ڪرڻ جي قابل ٿي سگهي ٿو جتي ڌاتو جا حصا ٽٽي وڃن يا مواد گهٽ هجي. اضافي طور تي، PEEK جون هلڪي وزن واريون خاصيتون خلائي ڳولا ۾ قيمتي ٿي سگهن ٿيون.
3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي کي ايرو اسپيس انڊسٽري لاءِ مختلف پرزا تيار ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو.
ايرو اسپيس انڊسٽري ۾ 3D پرنٽنگ جا فائدا
ايرو اسپيس انڊسٽري ۾ 3D پرنٽنگ جي فائدن ۾ روايتي تعميراتي طريقن جي مقابلي ۾ حصن جي آخري ظاهر ۾ بهتري شامل آهي. آسٽريائي 3D پرنٽر ٺاهيندڙ ليٿوز جي سي اي او جوهانس هوما چيو ته "هي ٽيڪنالاجي حصن کي هلڪو بڻائي ٿي." ڊيزائن جي آزادي جي ڪري، 3D پرنٽ ٿيل شيون وڌيڪ ڪارآمد آهن ۽ گهٽ وسيلن جي ضرورت آهي. ان جو حصن جي پيداوار جي ماحولياتي اثر تي مثبت اثر پوي ٿو. رليٽيوٽي اسپيس اهو ظاهر ڪيو آهي ته اضافي پيداوار خلائي جهاز ٺاهڻ لاءِ گهربل حصن جي تعداد کي گهٽائي سگهي ٿي. ٽيران 1 راڪيٽ لاءِ، 100 حصا محفوظ ڪيا ويا. ان کان علاوه، هن ٽيڪنالاجي جي پيداوار جي رفتار ۾ اهم فائدا آهن، راڪيٽ 60 ڏينهن کان گهٽ وقت ۾ مڪمل ٿيڻ سان. ان جي ابتڙ، روايتي طريقن سان راڪيٽ ٺاهڻ ۾ ڪيترائي سال لڳي سگهن ٿا.
وسيلن جي انتظام جي حوالي سان، 3D پرنٽنگ مواد کي بچائي سگهي ٿي ۽، ڪجهه حالتن ۾، فضول جي ري سائيڪلنگ جي اجازت به ڏئي ٿي. آخرڪار، اضافي پيداوار راڪيٽ جي ٽيڪ آف وزن کي گهٽائڻ لاءِ هڪ قيمتي اثاثو بڻجي سگهي ٿي. مقصد مقامي مواد جي استعمال کي وڌائڻ آهي، جهڙوڪ ريگولٿ، ۽ خلائي جهاز اندر مواد جي نقل و حمل کي گهٽ ۾ گهٽ ڪرڻ. اهو صرف هڪ 3D پرنٽر کڻڻ ممڪن بڻائي ٿو، جيڪو سفر کان پوءِ سائيٽ تي هر شيءِ ٺاهي سگهي ٿو.
ميڊ ان اسپيس اڳ ۾ ئي پنهنجي هڪ 3D پرنٽر کي جاچ لاءِ خلا ۾ موڪليو آهي.
خلا ۾ 3D پرنٽنگ جون حدون
جيتوڻيڪ 3D پرنٽنگ جا ڪيترائي فائدا آهن، ٽيڪنالاجي اڃا تائين نسبتا نئين آهي ۽ ان جون حدون آهن. ايڊونٽ ماڪيا چيو، "ايئر اسپيس انڊسٽري ۾ اضافي پيداوار سان گڏ مکيه مسئلن مان هڪ پروسيس ڪنٽرول ۽ تصديق آهي." ٺاهيندڙ ليبارٽري ۾ داخل ٿي سگهن ٿا ۽ تصديق کان اڳ هر حصي جي طاقت، اعتبار، ۽ مائڪرو اسٽرڪچر کي جانچي سگهن ٿا، هڪ عمل جيڪو غير تباهي واري جاچ (NDT) جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو. بهرحال، اهو وقت وٺندڙ ۽ مهانگو ٻئي ٿي سگهي ٿو، تنهن ڪري آخري مقصد انهن ٽيسٽن جي ضرورت کي گهٽائڻ آهي. ناسا تازو ئي هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ هڪ مرڪز قائم ڪيو، جيڪو اضافي پيداوار پاران تيار ڪيل ڌاتو جي حصن جي تيز سرٽيفڪيشن تي ڌيان ڏئي ٿو. مرڪز جو مقصد ڊجيٽل ٽوئنز کي استعمال ڪرڻ آهي ته جيئن پراڊڪٽس جي ڪمپيوٽر ماڊلز کي بهتر بڻائي سگهجي، جيڪو انجنيئرن کي حصن جي ڪارڪردگي ۽ حدن کي بهتر طور تي سمجهڻ ۾ مدد ڪندو، جنهن ۾ شامل آهي ته اهي فريڪچر کان اڳ ڪيترو دٻاءُ برداشت ڪري سگهن ٿا. ائين ڪرڻ سان، مرڪز اميد رکي ٿو ته ايرو اسپيس انڊسٽري ۾ 3D پرنٽنگ جي ايپليڪيشن کي فروغ ڏيڻ ۾ مدد ڪندو، ان کي روايتي پيداوار جي طريقن سان مقابلو ڪرڻ ۾ وڌيڪ اثرائتو بڻائيندو.
انهن حصن جي جامع اعتبار ۽ طاقت جي جاچ ڪئي وئي آهي.
ٻئي طرف، جيڪڏهن پيداوار خلا ۾ ڪئي وڃي ٿي ته تصديق جو عمل مختلف هوندو آهي. ESA جو ايڊونٽ مڪايا وضاحت ڪري ٿو، "هڪ ٽيڪنڪ آهي جنهن ۾ ڇپائي دوران حصن جو تجزيو شامل آهي." هي طريقو اهو طئي ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿو ته ڪهڙا ڇپيل پراڊڪٽ مناسب آهن ۽ ڪهڙا نه آهن. اضافي طور تي، خلا لاءِ ٺهيل 3D پرنٽرن لاءِ هڪ خود اصلاحي نظام آهي ۽ ڌاتو مشينن تي آزمايو پيو وڃي. هي سسٽم پيداوار جي عمل ۾ امڪاني غلطين جي سڃاڻپ ڪري سگهي ٿو ۽ حصي ۾ ڪنهن به خرابي کي درست ڪرڻ لاءِ ان جي پيرا ميٽرز کي خودڪار طريقي سان تبديل ڪري سگهي ٿو. انهن ٻنهي سسٽمن کان خلا ۾ ڇپيل پراڊڪٽس جي اعتبار کي بهتر بڻائڻ جي اميد آهي.
3D پرنٽنگ حلن جي تصديق ڪرڻ لاءِ، ناسا ۽ ESA معيار قائم ڪيا آهن. انهن معيارن ۾ حصن جي اعتبار کي طئي ڪرڻ لاءِ ٽيسٽن جو هڪ سلسلو شامل آهي. اهي پائوڊر بيڊ فيوزن ٽيڪنالاجي تي غور ڪن ٿا ۽ انهن کي ٻين عملن لاءِ اپڊيٽ ڪري رهيا آهن. جڏهن ته، مواد جي صنعت ۾ ڪيترائي وڏا رانديگر، جهڙوڪ Arkema، BASF، Dupont، ۽ Sabic، پڻ هي ٽريڪ ايبلٽي فراهم ڪن ٿا.
خلا ۾ رهڻ؟
3D پرنٽنگ ٽيڪنالاجي جي ترقي سان، اسان زمين تي ڪيترائي ڪامياب منصوبا ڏٺا آهن جيڪي هن ٽيڪنالاجي کي گهر ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪندا آهن. اهو اسان کي حيران ڪري ٿو ته ڇا هي عمل ويجهي يا دور مستقبل ۾ خلا ۾ رهڻ لائق اڏاوتن جي تعمير لاءِ استعمال ٿي سگهي ٿو. جڏهن ته خلا ۾ رهڻ هن وقت غير حقيقي آهي، گهر ٺاهڻ، خاص طور تي چنڊ تي، خلائي مشنن کي انجام ڏيڻ ۾ خلابازن لاءِ فائديمند ٿي سگهي ٿو. يورپي خلائي ايجنسي (ESA) جو مقصد چنڊ تي گنبد ٺاهڻ آهي جنهن کي قمري ريگوليٿ استعمال ڪندي، جيڪو خلابازن کي تابڪاري کان بچائڻ لاءِ ڀتين يا سرن جي تعمير لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ESA جي ايڊونٽ ماڪيا جي مطابق، قمري ريگوليٿ تقريبن 60٪ ڌاتو ۽ 40٪ آڪسيجن تي مشتمل آهي ۽ خلابازن جي بقا لاءِ هڪ ضروري مواد آهي ڇاڪاڻ ته جيڪڏهن هن مواد مان ڪڍيو وڃي ته اهو آڪسيجن جو هڪ لامحدود ذريعو فراهم ڪري سگهي ٿو.
ناسا چنڊ جي مٿاڇري تي اڏاوتن جي تعمير لاءِ 3D پرنٽنگ سسٽم تيار ڪرڻ لاءِ ICON کي 57.2 ملين ڊالر جي گرانٽ ڏني آهي ۽ ڪمپني سان گڏ مارس ڊيون الفا رهائش ٺاهڻ لاءِ پڻ تعاون ڪري رهيو آهي. مقصد مريخ تي رهڻ جي حالتن کي جانچڻ آهي رضاڪارن کي هڪ سال لاءِ رهائش ۾ رهڻ جي اجازت ڏيڻ سان، ڳاڙهي سياري تي حالتن جي نقل ڪندي. اهي ڪوششون چنڊ ۽ مريخ تي سڌي طرح 3D پرنٽ ٿيل اڏاوتن جي تعمير جي طرف اهم قدمن جي نمائندگي ڪن ٿيون، جيڪي آخرڪار انساني خلائي ڪالونائيزيشن لاءِ رستو هموار ڪري سگهن ٿيون.
ڏور مستقبل ۾، اهي گهر خلا ۾ زندگي کي زندهه رکڻ جي قابل بڻائي سگهن ٿا.
پوسٽ جو وقت: جون-14-2023
