رؤية الفضاء بعيون تقنية الطابعة ثلاثية الأبعاد

بحلول نهاية شهر أيلول الجاري، من المتوقع أن تقوم وكالة الفضاء والطيران الأمريكية "NASA "بإتمام وضع أول تصور لتلسكوبات فريدة من نوعها يتم تجميعها بشكل حصري من مكونات يتم صنعها بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

وهذه تُعَدّ أول محاولة لصنع جهاز كامل باستعمال تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

هذا ما قاله مهندس الطيران Jason Budinoff الذي يعمل على هذا المشروع الرائد الذي يرتكز على وضع كاميرا (5cm) بطاقتها الكاملة في الأنبوب الخارجي. المرشحات الضوئية والموجهات البصرية طُبعت كلها كقطعة مفردة

هذه الأداة تم تصميمها بشكل مناسب من أجل "Cube Sat" وهو عبارة عن صحن لاقط صغير يتألف من وحدات مفردة كل واحدة منها حوالي (20cm).

وسيتم تجهيز هذه الأداة بمرايا تقليدية وعدسات زجاجية وسيتم إخضاعها لفحص التردد والفراغ الحراري السنة القادمة. كما سيتم تجميع التلسكوب مزدوج القنوات بطول 35cm والذي سيمثل أقرب نموذجاً لتلسكوبات الفضاء.

إن ما تقوم به ناسا من عمليات التطوير هو لإثبات جدوى توظيف التقدم الحاصل في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في بناء تلسكوبات وهياكل للأجهزة الأخرى.

إن مبدأ هذه التقنية هو قيام ليزر خاضع للتحكم من قِبَل حاسوب من صهر ولحام البودرة المعدنية في مواضع دقيقة كما هو محدد باستخدام نموذج ثلاثي الأبعاد بمساعدة برامج التصميم الحاسوبية (CAD).

ولأن المكونات تتم طباعتها طبقة بعد طبقة فإن من الممكن إنشاء ميزات خاصة وممرات داخلية لا يمكن إنشاؤها باستخدام أكثر طرق التصنيع تقليدية.

علاوة على ذلك إن طباعة القطع بالطرق التقليدية (الخراطة-السكب) تكلف الكثير وستكون معقدة عند تصنيع القطع الصغيرة على عكس طباعتها بالطباعة ثلاثية الأبعاد.

الأهداف الأخرى

�رهان إمكانية استعمال بودرة الألمنيوم لإنتاج مرايا للتلسكوب باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. حيث كان التحدي هو مدى مسامية الألمنيوم والذي يُصعّب عملية صقل سطحه، ولكن حسب الخطة سيتم وضع المرآة غير المصقولة المصنوعة من الألمنيوم كغطاء لحجرة مملوءة بالغاز الخامل ، وعند ارتفاع ضغط الغاز إلى 15.000 psi سترتفع درجة حرارة الحجرة وسيتم عصر المرآة وستقل مساميتها ، هذه العملية تدعى بالضغط المتوازن الحار " hot isostatic pressing".

إن هذا يُعدُّ نجاحاً كبيراً على مستوى الاستفادة من تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لأنها لم تعد تطبع نماذج بلاستيكية أو غضارية أو حتى معدنية فحسب بل تعدى الأمر ذلك إلى طباعة مرايا عبر تقنية ترسيب طبقات الألمنيوم ومعالجتها حراريا بعد ذلك .

ومن الخطط المستقبلية للقائمين على هذا المشروع هي القيام بتجربة الطباعة لمكونات الجهاز البصري باستخدام Invar وهي سبائك الحديد والنيكل والتي من شأنها أن تطيل عمر الجهاز الى 100 عام وتوفر الثبات في الأبعاد من أجل مجال واسع من درجات الحرارة.

تعد هذه السبائك مثالية من أجل تصنيع هياكل متينة جداً وخفيفة الوزن تكون مناسبة للتلسكوبات والأجهزة الأخرى.

وكما عودتنا تقنية الطباعة فأنها تقوم على مبدأ توفير الوقت والتكلفة.

المصدر: هنا

مصادر الصور:

هنا

هنا