NASA称：ICESat-2卫星将携带从未应用的3D打印部件升空
在ATLAS设备的后部可以看到使用3D打印技术制造的部件：一个黑色的支架，它的作用是托住设备的光导纤维缆线。来源：NASA
材料牛注：作为支撑物的PEKK支架是第二个被航天器载入太空的3D打印部件，其中PEKK材料因其良好的静电耗散性能和坚固性被首次应用于3D打印技术和航天领域。ICESat-2卫星上的另一项突破是“光子计数”的应用，这使其能更加精确地测量地表海拔的变化。
在位于马里兰州Greenbelt的戈达德宇宙飞行中心内部，NASA工程师们为他们的冰云地高卫星2号（ICESat-2）设计了一个3D打印部件。这个定于2018年发射的卫星，其设备中将会包含一个3D打印的支架，用于3D打印的材料是聚醚酮酮（PEKK），该材料之前从未被应用于叠加式制造或航天技术中。该3D打印的支架将会用于支撑设备的光导纤维缆线。
“这是该材料的首次应用，”Craig Auletti说。Craig Auletti是ICESat-2上唯一的仪器——高级地形测量激光测高系统（ATLAS）的首席制造工程师。
事实上，据ATLAS机械系统工程师Oren Sheinman称，PEKK支架是第二个随航天器上天的3D打印部件。
开发者们选择PEKK是因为该材料的静电耗散性能和其坚固性。同时，该材料产生极小的“释气”现象，“释气”是一个化学过程，与塑料或者其他材料释放气体的过程极为相似。在真空中或在加热的条件下，这些释放出的气体污染物会沉积在光学器件和热辐射器上并对它们造成损害，从而极大地降低设备的性能。
叠加式制造的生产效率高、成本低，是一种真对传统制造方法的取代方案。
“如果我们使用传统方式制造这个部件，将会花6-8周的时间。但是现在，我们只需要2天，”Sheinman如是说，并补充道：现在成本也降低到了传统制造的四分之一。
NASA的工程师们可以快速而高效地打印这一部件。生产过程由一个计算机控制的设备完成，使用高功率光纤激光器熔化和融合由3D CAD模型精确定位的粉末材料，从而一层一层地打印出立体物。
在戈达德无尘室中的ATLAS设备，该设备在此被组装。来源：NASA/ D. McCallum
3D打印的支架并不是该项任务中唯一的独特之处。ICESat-2被设计去探测格陵兰和南极的冰盖海拔变化、海冰厚度和全球植被情况。它将会使用一种从未在航天领域使用过的技术去完成其任务。这项技术就是NASA的首个应用于航天器上的光子计数激光测高仪，这是一个测量表面海拔的全新精确的方法。
ICESat-2将可以测量冰盖海拔的变化，之前这是一项较为严峻的挑战。ICESat-2通过将绿激光分成6束3对并以每秒10000脉冲持续射向地球，从而实现其功能。
这项技术被称为“光子计数”，此前从未在航天设备上为测高而使用过。它能更加精确地记录每一个光子的飞行时间，即这些光子从仪器出发、被地表反射和最终返回到探测仪器的时间。
“该设备已基本完工，”ATLAS设备科学家Tony Martino说，航天器将会被最新的Delta II运载火箭搭载升空。“所有功能部件都已准备就绪，我们的首个全面检测将从二月开始。我们已逐渐步入正轨。”
感谢材料人编辑部任丹丹提供素材。
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