Томские ученые разработали 3D-принтер для космонавтов

Любая техника рано или поздно ломается, порой из-за отсутствия копеечной детали выходит из строя сложный агрегат. Эта проблема вдвойне актуальна в космосе - все запчасти к оборудованию с собой не возьмешь, а доставлять их на орбиту - долго и дорого.

Решением проблемы может стать 3D-принтер, приспособленный к условиям невесомости. Он разрабатывается в Томском политехническом университете (ТПУ) и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН для отправки на Международную космическую станцию (МКС) в 2018 году.

- Сегодня различные детали, например, заглушки, крепеж проводки, крышки электроразъемов, доставляются грузовыми кораблями. Ее стоимость очень высока, да и корабли отправляются к МКС несколько раз в год. 3D-печать позволит изготавливать нужные детали прямо на станции, - говорит замдиректора Института физики высоких технологий ТПУ Евгений Колубаев.

Конечно, эту технику нужно приспособить к работе в условиях невесомости, так как стандартные 3D-принтеры выделяют большое количество различных газов и пыли. На орбитальной станции это недопустимо. Поэтому запрещено применять порошковые материалы и органические растворители. В томской установке, которая весит около 30 килограммов, используется термопластическая технология - пластик нагревается, и из него формируется нить, которая подается в печатающую головку.

- Наш принтер работает с полимерами с температурой плавления до 250 градусов. Именно такой предел ограничен энергосистемой МКС, мы можем использовать не более 200 ватт мощности, - поясняет Колубаев. - Все пластмассы, которые мы будем испытывать, входят в реестр материалов, разрешенных к использованию на МКС. Это вызвано соображениями безопасности.

Наш 3D-принтер отправится на МКС уже в будущем году

Но как повлияет невесомость на процесс формирования изделия, ведь на Земле от гравитации существенно зависит технология склеивания слоев печатаемой детали. Чтобы обойти эту сложность, сибиряки сконструировали оригинальную головку экструдера, которая механически прижимает каждый новый слой к уже сформированной части, так что роль гравитации при этом сводится к нулю. "Мы прикрепляли принтер к стене и "вверх тормашками" к потолку, но на его работу это никак не влияло. Надеемся, что и в невесомости проблем не будет, но проверку он пройдет уже на МКС", - говорит Колубаев.

Следует отметить, что аналогичное оборудование второй год проходит испытания в американском сегменте МКС. Но хотя космонавты и астронавты прилетают на станцию и возвращаются на Землю на российских "Союзах", делиться ноу-хау с "друзьями-соперниками" никто не спешит. Так что раскрывать секреты 3D-печати в невесомости нам придется самостоятельно.