การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะกับการเปลี่ยนแปลงการเดินทางในห้วงอวกาศ

จุดเด่นของการเติมเนื้อวัสดุหรือการพิมพ์ 3 มิตินั้นอยู่ที่การผลิตชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนต่าง ๆ ได้อย่างเรียบง่าย ทำให้เกิดความแข็งแรงที่เพียงพอสำหรับการใช้งานในอวกาศในฐานะชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพ ไม่ใช่เพียงการใช้งานในฐานะชิ้นงานต้นแบบอย่างที่เคยคุ้นชิน

การพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันนั้นนิยมใช้ในการสร้างชิ้นส่วนของจรวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่ต้องการวัสดุที่ทนทานต่อการเผาไหม้ภายใน แต่เงื่อนไขเหล่านี้เกิดขึ้นกับการใช้งานภายใต้สภาพแวดล้อมของโลกมนุษย์ หากเป็นการใช้งานในสภาพแวดล้อมของอวกาศที่แตกต่างออกไปนั้นจะเป็นอย่างไร?

การใช้งานการพิมพ์ 3 มิติระยะแรกนั้นเน้นไปที่กรสร้างชิ้นงานต้นแบบด้วยความรวดเร็วและวัสดุถูกจำกัดอยู่เพียงพลาสติกเท่านั้น ด้วยเหตุผลสำคัญหลัก คือ พลาสติกนั้นมีความยืดหยุ่นในการใช้งาน ทั้งยังง่ายต่อการละลายและจัดวางรูปร่าง เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นทางเลือกของวัสดุก็เพิ่มขึ้นตามด้วยเช่นกัน โลหะกลายเป็นอีกวัสดุหนึ่งที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เมื่อรวมกับคุณสมบัติการผลิตของการเติมเนื้อวัสดุ การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะจึงเปิดประตูสู่มิติใหม่ ๆ ในการผลิตขึ้นอีกมากมาย เทคนิคต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้พัฒนาไปหลากหลายรูปแบบ เช่น Selective Metal Sintering เป็นการพิมพ์โดยผสมผสานพลาสติกลงไป ทำให้กระบวนการผลิตนั้นจะคล้ายคลึงกับพลาสติก ความแตกต่าง คือ เมื่อนำออกจากเครื่องแล้วจะยังไม่เป็นชิ้นส่วนโลหะทั้งชิ้นทันที แต่จะต้องถูกเสริมความแข็งแรงและนำพลาสติกส่วนเกินออกเสียก่อน

อย่างที่ได้เกริ่นไว้แล้วว่าการพิมพ์ 3 มิติด้วยวัสดุโลหะนั้นมีการใช้งานกันอยู่แล้วในชิ้นส่วนของจรวด ด้วยจุดเด่นสำคัญในการต้านทานความร้อนที่อุณหภูมิสูงได้ซึ่งวัสดุอย่างผง Inconel Copper Superalloy นั้นมักถูกเลือกใช้บ่อยครั้งด้วยจุดเด่นจากคุณสมบัติที่ต้านทานการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันได้เป็นอย่างดี ในการใช้งานสำหรับกิจการอวกาศจะใช้เทคนิค Direct Metal Laser Sintering เพื่อสร้างชิ้นส่วนจรวดท่ีมีความหนาแน่นสูง ผงโลหะจะถูกหลอมและเชื่อมลงในแต่ละชั้นอย่างปราณีตตามไฟล์ดิจิทัลจนกลายเป็นรูปร่างดังที่ต้องการ

ด้วยจุดเด่นที่มีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะสามารถเดินทางไปในอวกาศพร้อมกับยานเพื่อสร้างอุปกรณ์ทดแทนต่าง ๆ ลดระยะเวลาที่ต้องรอชิ้นส่วนถูกส่งไปมา ทั้งลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องซึ่งมีจำนวนมหาศาลอีกด้วย ลองจินตนาการดูว่าต้นทุนและเวลาในการขนส่งจากโลกไปสถานีอวกาศนานาชาติหรือ ISS จะต้องใช้อะไรบ้างและมีมูลค่าเท่าไหร่ ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ NASA ให้ทุนในการพัฒนาการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีแรงดึงดูดต่ำ ซึ่งในอนาคตอาจจะกลายเป็นส่วนสำคัญของฐานบนดวงจันทร์ได้

ที่มา:
Space.com