Tun daga karni na 20, ’yan Adam suna sha’awar binciken sararin samaniya da fahimtar abin da ke bayan Duniya.Manyan kungiyoyi irin su NASA da ESA sun kasance a sahun gaba wajen binciken sararin samaniya, kuma wani muhimmin dan wasa a cikin wannan cin nasara shine bugu na 3D.Tare da ikon samar da sassa masu rikitarwa da sauri a farashi mai rahusa, wannan fasahar ƙira tana ƙara zama sananne a cikin kamfanoni.Yana ba da damar ƙirƙirar aikace-aikace da yawa, kamar tauraron dan adam, suturar sararin samaniya, da abubuwan haɗin roka.A gaskiya ma, a cewar SmarTech, ana sa ran darajar kasuwa na masana'antar ƙari na masana'antu masu zaman kansu za su kai Yuro biliyan 2.1 nan da shekara ta 2026. Wannan ya haifar da tambayar: Ta yaya bugu na 3D zai taimaka wa mutane su yi fice a sararin samaniya?
Da farko, an fi amfani da bugu na 3D don saurin samfuri a cikin masana'antar likitanci, motoci, da masana'antar sararin samaniya.Koyaya, yayin da fasahar ta ƙara yaɗuwa, ana ƙara amfani da ita don abubuwan da suka dace na ƙarshe.Fasahar kere kere ta ƙarfe, musamman L-PBF, ta ba da izinin samar da ƙarfe iri-iri tare da halaye da ɗorewa masu dacewa da matsanancin yanayin sararin samaniya.Hakanan ana amfani da wasu fasahohin bugu na 3D, kamar DED, binder jetting, da tsarin extrusion, wajen kera abubuwan haɗin sararin samaniya.A cikin 'yan shekarun nan, sabbin nau'ikan kasuwanci sun fito, tare da kamfanoni irin su Made in Space da Relativity Space ta amfani da fasahar bugu na 3D don zayyana abubuwan haɗin sararin samaniya.
Dangantakar Space Haɓaka firinta na 3D don masana'antar sararin samaniya
Fasahar bugu na 3D a sararin samaniya
Yanzu da muka gabatar da su, bari mu yi la’akari da fasahohin bugu na 3D iri-iri da ake amfani da su a masana’antar sararin samaniya.Na farko, ya kamata a lura da cewa masana'antar ƙari na ƙarfe, musamman L-PBF, shine mafi yawan amfani da su a wannan fagen.Wannan tsari ya ƙunshi yin amfani da makamashin Laser don fuse karfe foda Layer ta Layer.Ya dace musamman don samar da ƙananan, hadaddun, daidaitattun sassa, da na musamman.Masu kera sararin samaniya kuma za su iya amfana daga DED, wanda ya haɗa da ajiye wayar ƙarfe ko foda kuma galibi ana amfani da ita don gyarawa, shafa, ko samar da ƙarfe na musamman ko sassan yumbu.
Sabanin haka, jetting mai ɗaure, kodayake yana da fa'ida dangane da saurin samarwa da ƙarancin farashi, bai dace da samar da manyan kayan aikin injiniya ba saboda yana buƙatar matakan ƙarfafa bayan aiwatarwa waɗanda ke haɓaka lokacin masana'anta na samfurin ƙarshe.Fasahar extrusion kuma tana da tasiri a cikin yanayin sararin samaniya.Ya kamata a lura da cewa ba duk polymers sun dace don amfani da su a sararin samaniya ba, amma robobi masu girma irin su PEEK na iya maye gurbin wasu sassa na ƙarfe saboda ƙarfin su.Duk da haka, wannan tsarin bugu na 3D har yanzu bai yadu sosai, amma yana iya zama kadara mai mahimmanci don binciken sararin samaniya ta amfani da sababbin kayan aiki.
Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) fasaha ce da ake amfani da ita sosai a cikin bugu na 3D don sararin samaniya.
Yiwuwar Kayayyakin Sarari
Masana'antar sararin samaniya ta kasance tana binciken sabbin kayayyaki ta hanyar bugu na 3D, suna ba da shawarar sabbin hanyoyin da za su kawo cikas ga kasuwa.Duk da yake karafa irin su titanium, aluminum, da nickel-chromium alloys sun kasance babban abin da ake mayar da hankali akai, sabon abu zai iya satar haske nan da nan: regolith na wata.Lunar regolith wata ƙura ce da ke rufe wata, kuma ESA ta nuna fa'idodin haɗa shi da bugu na 3D.Advenit Makaya, wani babban injiniyan masana'antu na ESA, ya bayyana sake fasalin wata kamar siminti, da farko an yi shi da silicon da sauran sinadarai kamar baƙin ƙarfe, magnesium, aluminum, da oxygen.ESA ta yi haɗin gwiwa tare da Lithoz don samar da ƙananan sassa na aiki kamar sukurori da gears ta amfani da simintin gyaran wata tare da kaddarorin kama da ƙurar wata na gaske.
Yawancin matakan da ke tattare da kera regolith na wata suna amfani da zafi, yana mai da shi dacewa da fasaha kamar SLS da hanyoyin bugu na foda.Har ila yau, ESA tana amfani da fasahar D-Siffar tare da manufar samar da sassa masu ƙarfi ta hanyar haɗa magnesium chloride da kayan aiki da haɗa shi da magnesium oxide da aka samo a cikin samfurin da aka kwatanta.Ɗaya daga cikin fa'idodin wannan kayan aikin wata shine mafi kyawun ƙudirin bugawa, yana ba shi damar samar da sassa masu daidaici.Wannan fasalin zai iya zama babban kadari a cikin faɗaɗa kewayon aikace-aikace da abubuwan masana'anta don sansanonin wata na gaba.
Lunar Regolith yana Ko'ina
Hakanan akwai regolith na Mars, yana nufin abubuwan da ke ƙarƙashin ƙasa da aka samu akan duniyar Mars.A halin yanzu, hukumomin sararin samaniya na kasa da kasa ba za su iya dawo da wannan abu ba, amma wannan bai hana masana kimiyya yin bincike kan yuwuwar sa a wasu ayyukan sararin samaniya ba.Masu bincike suna amfani da samfuran siminti na wannan kayan kuma suna haɗa shi da gami da titanium don samar da kayan aiki ko abubuwan roka.Sakamakon farko ya nuna cewa wannan abu zai samar da ƙarfi mafi girma da kuma kare kayan aiki daga lalacewa da lalata.Kodayake waɗannan kayan biyu suna da kaddarorin iri ɗaya, regolith na wata shine har yanzu kayan da aka fi gwadawa.Wata fa'ida ita ce ana iya kera waɗannan kayan a kan wurin ba tare da buƙatar jigilar albarkatun ƙasa daga ƙasa ba.Bugu da ƙari, regolith shine tushen kayan abu marar ƙarewa, yana taimakawa wajen hana ƙarancin.
Aikace-aikacen fasahar bugu na 3D a cikin masana'antar sararin samaniya
Aikace-aikacen fasahar bugu na 3D a cikin masana'antar sararin samaniya na iya bambanta dangane da takamaiman tsari da aka yi amfani da shi.Alal misali, Laser foda gado fusion (L-PBF) za a iya amfani da su ƙera m gajere sassa, kamar kayan aiki tsarin ko sarari kayayyakin gyara.Launcher, farawa na tushen California, yayi amfani da fasahar bugu na sapphire-metal 3D na Velo3D don haɓaka injin roka mai ruwa E-2.An yi amfani da tsarin masana'anta don ƙirƙirar turbin induction, wanda ke taka muhimmiyar rawa wajen haɓakawa da tuƙi LOX (ruwa oxygen) cikin ɗakin konewa.An buga injin turbine da firikwensin kowannensu ta amfani da fasahar bugu na 3D sannan aka haɗa su.Wannan sabon sashe na samar da roka tare da kwararar ruwa mai girma da kuma tursasawa, yana mai da shi muhimmin sashi na injin.
Velo3D ya ba da gudummawa ga amfani da fasahar PBF wajen kera injin roka na E-2.
Ƙarfafa masana'anta yana da aikace-aikace masu fa'ida, gami da samar da ƙanana da manyan sifofi.Misali, fasahar bugu na 3D kamar Relativity Space's Stargate mafita za a iya amfani da su don kera manyan sassa kamar tankunan mai na roka da fale-falen buraka.Space Relativity ya tabbatar da hakan ta hanyar samun nasarar samar da Terran 1, roka mai bugu kusan 3D, gami da tankin mai mai tsayin mita da yawa.Ƙaddamar da shi na farko a ranar 23 ga Maris, 2023, ya nuna inganci da amincin matakan masana'anta.
Fasahar bugu na 3D na tushen extrusion kuma yana ba da damar samar da sassa ta amfani da kayan aiki masu girma kamar PEEK.An riga an gwada abubuwan da aka yi da wannan thermoplastic a sararin samaniya kuma an sanya su a kan Rashid rover a matsayin wani ɓangare na aikin UAE.Manufar wannan gwajin shine don kimanta juriyar PEEK ga matsananciyar yanayin wata.Idan an yi nasara, PEEK na iya maye gurbin sassan ƙarfe a yanayin da sassan ƙarfe ke karye ko kayan ba su da yawa.Bugu da ƙari, kaddarorin masu nauyi na PEEK na iya zama masu ƙima a cikin binciken sararin samaniya.
Ana iya amfani da fasahar bugun 3D don kera sassa daban-daban don masana'antar sararin samaniya.
Amfanin bugu na 3D a cikin masana'antar sararin samaniya
Amfanin bugu na 3D a cikin masana'antar sararin samaniya sun haɗa da ingantaccen bayyanar sassa na ƙarshe idan aka kwatanta da dabarun gini na gargajiya.Johannes Homa, Shugaba na Kamfanin Lithoz na Lithoz na Austriya, ya bayyana cewa "wannan fasaha ta sa sassa da sauƙi."Saboda yancin ƙira, samfuran bugu na 3D sun fi dacewa kuma suna buƙatar ƙarancin albarkatu.Wannan yana da tasiri mai kyau akan tasirin muhalli na samar da sashi.Space Relativity ya nuna cewa masana'antar ƙari na iya rage yawan abubuwan da ake buƙata don kera jirgin sama.Ga rokar Terran 1, an ajiye sassa 100.Bugu da kari, wannan fasaha tana da fa'ida sosai a cikin saurin samarwa, tare da kammala aikin roka a cikin kasa da kwanaki 60.Sabanin haka, kera roka ta amfani da hanyoyin gargajiya na iya ɗaukar shekaru da yawa.
Game da sarrafa albarkatu, bugu na 3D na iya adana kayan aiki kuma, a wasu lokuta, har ma da bada izinin sake yin amfani da sharar gida.A ƙarshe, masana'antar ƙari na iya zama kadara mai mahimmanci don rage ɗaukar nauyin roka.Manufar ita ce haɓaka amfani da kayan gida, kamar regolith, da rage jigilar kayayyaki a cikin jiragen sama.Wannan yana ba da damar ɗaukar firinta na 3D kawai, wanda zai iya ƙirƙirar duk abin da ke kan shafin bayan tafiya.
Made in Space ya riga ya aika ɗaya daga cikin firintocin su na 3D zuwa sararin samaniya don gwaji.
Iyaka na 3D bugu a sarari
Kodayake bugu na 3D yana da fa'idodi da yawa, fasahar har yanzu sabuwa ce kuma tana da iyaka.Advenit Makaya ya bayyana cewa, "Daya daga cikin manyan matsalolin da ke tattare da masana'anta a cikin masana'antar sararin samaniya shine sarrafa tsari da tabbatarwa."Masu ƙera za su iya shiga cikin ɗakin binciken kuma su gwada ƙarfin kowane bangare, amintacce, da ƙananan tsarin kafin ingantacciyar hanya, tsarin da aka sani da gwajin da ba zai lalata ba (NDT).Koyaya, wannan na iya ɗaukar lokaci da tsada, don haka babban burin shine a rage buƙatar waɗannan gwaje-gwaje.NASA kwanan nan ta kafa wata cibiya don magance wannan batu, mai da hankali kan saurin ba da takardar shaida na kayan aikin ƙarfe da masana'anta ke ƙera.Cibiyar na da nufin yin amfani da tagwaye na dijital don inganta samfuran kwamfuta, wanda zai taimaka wa injiniyoyi su fahimci aiki da iyakokin sassa, ciki har da matsa lamba da za su iya jurewa kafin karaya.Ta yin haka, cibiyar na fatan taimakawa wajen inganta aikace-aikacen bugu na 3D a cikin masana'antar sararin samaniya, yana mai da shi mafi tasiri wajen yin gasa tare da fasahohin masana'antu na gargajiya.
Waɗannan abubuwan haɗin gwiwar sun sami cikakkiyar tabbaci da gwajin ƙarfi.
A gefe guda, tsarin tabbatarwa ya bambanta idan an yi masana'anta a sararin samaniya.Advenit Makaya na ESA ya yi bayanin, "Akwai wata dabara da ta ƙunshi nazarin sassan yayin bugawa."Wannan hanyar tana taimakawa tantance samfuran da aka buga sun dace kuma waɗanda basu dace ba.Bugu da ƙari, akwai tsarin gyaran kai don firintocin 3D da aka yi niyya don sararin samaniya kuma ana gwada su akan injinan ƙarfe.Wannan tsarin zai iya gano kurakurai masu yuwuwa a cikin tsarin masana'anta kuma ta atomatik canza sigoginsa don gyara kowane lahani a ɓangaren.Ana sa ran waɗannan tsarin biyu za su inganta amincin samfuran da aka buga a sararin samaniya.
Don inganta hanyoyin bugu na 3D, NASA da ESA sun kafa ma'auni.Waɗannan ƙa'idodin sun haɗa da jerin gwaje-gwaje don tantance amincin sassa.Suna la'akari da fasahar haɗin gado na foda kuma suna sabunta su don wasu matakai.Koyaya, manyan 'yan wasa da yawa a cikin masana'antar kayan, kamar Arkema, BASF, Dupont, da Sabic, suma suna ba da wannan ganowa.
Rayuwa a sararin samaniya?
Tare da ci gaban fasahar bugun 3D, mun ga ayyuka da yawa masu nasara a Duniya waɗanda ke amfani da wannan fasaha don gina gidaje.Wannan ya sa mu yi mamakin ko za a iya amfani da wannan tsari nan gaba ko mai nisa don gina gine-ginen da za a iya rayuwa a sararin samaniya.Yayin da zama a sararin samaniya a halin yanzu ba shi da tabbas, gina gidaje, musamman a kan wata, na iya zama da amfani ga 'yan sama jannati wajen aiwatar da ayyukan sararin samaniya.Manufar Hukumar Kula da Sararin Samaniya ta Turai (ESA) ita ce ta gina gidaje a duniyar wata ta hanyar yin amfani da regolith na wata, wanda za a yi amfani da shi wajen gina katanga ko bulo don kare 'yan sama jannatin daga hasken rana.A cewar Advenit Makaya daga ESA, Lunar regolith ya ƙunshi kusan ƙarfe 60% da kuma 40% oxygen kuma abu ne mai mahimmanci don rayuwar ɗan sama jannati domin yana iya samar da tushen iskar oxygen marar iyaka idan an fitar da shi daga wannan abu.
NASA ta ba da kyautar dala miliyan 57.2 ga ICON don haɓaka tsarin bugu na 3D don gine-gine a saman duniyar wata kuma yana haɗin gwiwa tare da kamfanin don ƙirƙirar mazaunin Mars Dune Alpha.Manufar ita ce a gwada yanayin rayuwa a duniyar Mars ta hanyar sa masu aikin sa kai su zauna a wurin zama na tsawon shekara guda, suna kwaikwayi yanayi a duniyar ja.Waɗannan ƙoƙarce-ƙoƙarce suna wakiltar matakai masu mahimmanci don gina sifofi na 3D kai tsaye a kan wata da Mars, wanda a ƙarshe zai iya ba da hanya ga mamaye sararin samaniyar ɗan adam.
A nan gaba mai nisa, waɗannan gidaje za su iya ba da damar rayuwa ta ci gaba da rayuwa a sararin samaniya.
Lokacin aikawa: Juni-14-2023