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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】日前，加拿大卡爾頓大學(xué)機(jī)械與航空航天工程系的研究人員正在嘗試開發(fā)一款可以完全自我復(fù)制的3D打印機(jī)，該設(shè)備有望被用來在太空中建造定居點以及其他結(jié)構(gòu)。如果自我復(fù)制3D打印機(jī)項目終取得成功，它將帶來一個新的太空探索時代。
據(jù)悉，加拿大卡爾頓大學(xué)機(jī)械與航空航天工程系的研究人員一直在嘗試開發(fā)一款可以完全自我復(fù)制的3D打印機(jī)。該打印機(jī)有可能被用來在太空中建造定居點以及其他結(jié)構(gòu)。
“我們的起始點是RepRap 3D打印機(jī)，一款可以打印許多自己的塑料部件的機(jī)器，”研究人員說。Rep Rap初由英國巴斯大學(xué)開發(fā)，是一款開源3D打印機(jī)。通過打印自己的組件，RepRap概念大大降低了3D打印機(jī)的制造成本。
“自動復(fù)制機(jī)器將大大改變空間探索的面貌，因為它有效地繞過了發(fā)射成本，”研究人員說。他們的想法是，可以先將一臺3D打印機(jī)發(fā)送到月球上，在那里它將開始自我復(fù)制。終，這些3D打印機(jī)將一起工作，生產(chǎn)出所有必要的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施，以建一個月球基地。
很顯然，這些月球3D打印機(jī)將只能使用月球上能找到的材料，主要從月表土中提取。打印機(jī)可以安裝上一個機(jī)器人臂，它可以鏟起月表土，然后打印機(jī)會用通過一個菲涅爾透鏡的陽光來將月表土加熱到900度左右。儲存在月球土壤中的任何揮發(fā)性氣體將通過該過程被去除，剩下的材料可以被分離，以獲得鈦鐵礦。研究人員說，鐵可以從這種礦物中提取出來，硅塑料也可以用月球上的資源來制造。
研究團(tuán)隊目前正在使用一種聚乳酸塑料和鐵的混合物來3D打印電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子。但是另外一個需要制造的重要部件是鋁線圈，它可以取代電機(jī)當(dāng)前所使用的線圈。終在月球上，這些鋁合金線圈可以被鐵鎳鈷合金替代。
由于現(xiàn)在線圈產(chǎn)生的磁場很弱，研究員打算想辦法來增加層數(shù)，以增加通過線圈的電流。終，他們將把改進(jìn)的線圈整合到電機(jī)中，從而得到一個完整的電機(jī)磁芯，它也是3D打印的。
3D打印電機(jī)應(yīng)該在兩個月內(nèi)能完全正常工作，但打印機(jī)的電子部件需要較長時間來復(fù)制。月球環(huán)境也帶來了一些問題。
“我們考察過真空管，因為試圖在月球上創(chuàng)造固態(tài)電子產(chǎn)品幾乎是不可能的，”研究人員解釋說，“如果使用真空管，需要的材料就是鎳、鎢、玻璃和鐵鎳鈷合金，所有這些都可以在月球上生產(chǎn)出來。”自我復(fù)制3D打印機(jī)的電路板可以參照人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)造。
如果自我復(fù)制3D打印機(jī)項目終取得成功，它將帶來一個新的太空探索時代。即使無法實現(xiàn)在月球定居的夢想，當(dāng)前的太空活動也將從這種自我復(fù)制機(jī)器中受益匪淺。衛(wèi)星上的3D打印機(jī)可能會生產(chǎn)太陽能電池板來從太陽光線重捕獲能量，或者生產(chǎn)護(hù)罩來保護(hù)日益脆弱的環(huán)境免受太陽輻射的影響。
(原標(biāo)題：研究員開發(fā)自我復(fù)制3D打印機(jī)，可在月球上建定居點)
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