SpaceCAL Mikrogravite 3D Baskısı, Virgin Galactic’teki Bilim İnsanları Tarafından Başarı Olarak Etiketlendi 07

Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’deki bir grup araştırmacı, mikrogravite 3D baskı sistemleri SpaceCAL’in bir başka başarılı testini yakın zamanda tamamladı. Bu yeni nesil cihaz, astronotların ihtiyaç duyduklarında parça, araç, ilaç ve hatta organ basabilmelerini sağlayarak derin uzay seyahati için kapıyı açabilir. Bu yetenekler hâlâ çok uzakta ve bu son test, yolculuklarında bir başka dönüm noktasını işaret ediyor.

Uzayda baskı üzerine araştırmalar son beş yılda artmıştır. Bu birimler, katmanlama süreçlerinde yerçekimine dayanamadıkları için yeryüzündeki öncüllerinden farklıdır. Bu nedenle, mühendisler baskılarını şekillendirmenin yeni yollarını geliştirmek zorunda kaldı.

CAL

SpaceCAL projesi, CAL “hesaplanmış eksen litografi” adı verilen yeni bir 3D baskı yöntemini kullanıyor. Bu yöntem, ışığa tepki veren hassas polimerler tanıtır. Foto-duyarlı reçine, lazerler kullanılarak karmaşık 3D yapılar haline getirilebilir. Dikkat çekici bir şekilde, CAL 3D baskı yöntemi, SpaceCAL projesinin baş araştırmacısı Hayden Taylor tarafından 2017’de geliştirildi.

CAL 3D baskı yöntemi, katmanlama yaklaşımına dayanmadığı için düşük yerçekimli üretim için idealdir. Bunun yerine, malzeme bir odada bulunur ve çift lazerler kullanılarak baskı şekillendirilir ve sertleştirilir. CAL baskı yönteminin temel faydalarından biri, geliştirmeyi hızlandırması ve yalnızca tek bir birim gerektirmesidir.

SpaceCAL

SpaceCAL projesi, 2017’den bu yana gerçekleşen araştırma ve geliştirmeyi baskı yöntemine uygular. Sonuç, yörüngede veya diğer mikrogravite senaryolarında geniş bir malzeme yelpazesini güvenli ve güvenilir bir şekilde basmanın kapalı bir yoludur. Dikkat çekici bir şekilde, SpaceCAL zaten birden fazla düşük yerçekimi denemesi tamamlamıştır. Ancak, bu son deneme, yörüngeye giren ilk denemedir.

Kaynak – Virgin Galactic

SpaceCAL Testi

SpaceCAL baskı sisteminin testi, 8 Haziran 2024’te Virgin Galactic VSS Unity’de gerçekleştirildi. Virgin Galactic cihazı alt yörünge uzayına taşıdı ve bu sayede 140 saniyelik bir deneme yürütüldü. Mühendisler, baskı olarak dört benchy seçti. Benchy’ler, 3D yazıcıların doğruluk ve yeteneklerini test etmek için kullanılır.

Bu test baskıları, basit tasarımlardan karmaşık çoklu malzeme yapılarına kadar çeşitlilik gösterir. Bu testte, bilim insanı baskıları nispeten basit tuttu. Özellikle, küçük bir uzay aracı ve birkaç römork içeren dört benchy bastılar. Dikkat çekici bir şekilde, benchy’ler PEGDA adlı ışığa duyarlı bir plastik reçine kullanılarak basıldı.

Sonuçlar

Test uçuşunun sonuçları başarılı olduğunu kanıtladı. SpaceCAL, verilen kısa zaman diliminde baskıları tamamladı. Tasarımlara uygun olarak doğruydular ve her biri sadece 20 saniye gibi kısa bir sürede tamamlandı. Araştırmacılara göre, bir sonraki testlerde uzun süreli baskı ve daha karmaşık tasarımlar denenecek.

SpaceCAL Faydaları

SpaceCAL projesinin piyasaya sunabileceği birçok fayda vardır. Birincisi, yolcuların acil durumlarda hızlı ve doğru bir şekilde parça basmasını sağlar. Birim, ev tabanından ya da uçuşta astronotlar tarafından kontrol edilebilen doğrudan talep üzerine baskı sunar. Derin uzay yolcuları için bu seçenek, binlerce olası yedek parçayı paketleme ihtiyacını ortadan kaldırır.

Farklı Malzemeler

SpaceCAL baskı yöntemi son derece esnektir. Araştırmacılar, baskı yöntemlerini zaten 60’tan fazla farklı malzeme ile test etmiştir. Bu cihazlar silikon, plastik, cam kompozitleri, biyomalzemeler ve daha fazlası ile baskı yapabilir. Bu nedenle, her atık parçasının faydalı baskılara dönüştürülebileceği uzay gemileri gibi kaynak kıtlığı olan ortamlar için idealdir.

Uzay seyahati, her gram ağırlığı dikkate almalıdır. Bu nedenle, dayanıklı parçalar ve araçlar basabilen, aynı zamanda doku ve organik malzemeleri destekleyen bir 3D baskı yöntemi oluşturmak kritik önemdedir. SpaceCAL yazıcısının çok yönlülüğü, bu görevler için ideal bir çözüm haline gelebilir. Ayrıca, yeni reçineler, polimerler ve metal kompozitleri ortaya çıktıkça, bu cihazlar yükseltilmiş malzemeyi entegre ederek daha güçlü ve daha karmaşık baskıları daha kısa sürede oluşturabilir.

Tek Baskı

SpaceCAL’in uzay yolcularına sunduğu bir diğer fayda, tek bir baskı adımıyla üretim yapabilme yeteneğidir. Çoğu mevcut 3D baskı yöntemi birden fazla adım gerektirir; bu da malzeme, karmaşıklık, maliyet ve cihaz ağırlığını artırır. SpaceCAL yazıcısı, tek bir baskı adımında karmaşık, özelleştirilmiş 3D geometrileri oluşturabilir, verimliliği ve güvenliği artırır.

Daha Hızlı Baskılar

SpaceCAL baskı yöntemi, katmanlama yöntemlerine kıyasla çok hızlıdır. Test sonuçları, 3D baskılı benchy’lerin sadece yaklaşık 20 saniye sürdüğünü gösterdi. Bu hız, gelecekte bu birimlerin yeni kullanım senaryolarının kapısını açıyor. Bir uzay yolcusu, enerji parçası, araç veya ihtiyaç duyulan bir öğeyi gecikme olmadan hızlıca basabilir. Dikkat çekici bir şekilde, bu yaklaşım günümüz yöntemlerinden çok daha hızlıdır ve tek bir karmaşık baskıyı tamamlamak saatler sürebilir.

Tasarım Özgürlüğü

Bu araştırmanın gösterdiği en büyük avantajlardan biri, mikrogravite 3D yazıcıların Dünya’da mümkün olmayan öğeleri basabilmesidir. Düşük yerçekimi ortamları, malzeme akışını iyileştirir ve mühendislerin tasarımlarda daha yaratıcı olmalarını sağlar. Bu nedenle, gelecekte yörüngesel eklemeli üretilen ürünlerin günlük yaşamın kritik unsurları haline gelmesi mümkündür.

SpaceCAL İçin Kullanım Durumları

SpaceCAL yazıcıları için birkaç acil kullanım durumu vardır. Öncelikle, derin uzay seyahatinin kritik unsurları olarak görülmektedirler. Bu cihazların ay kolonizasyonuna yardımcı olmak için kullanılacağı planlar bile vardır. Bu son test, ekibin araştırmalarını doğruladı ve SpaceCAL yönteminin sağladığı geliştirilmiş performansı gösterdi. Gelecekte, bu cihazların varyasyonları parçadan evlere kadar her şeyi basmak için kullanılabilir.

Tıbbi İhtiyaçlar

SpaceCAL projesinin en havalı ve bilim kurgu gibi yönlerinden biri, biyomalzemeleri basabilmesidir. Astronotların organ, diş ihtiyacı, deri grefti ve hatta yeni lensler basmasını hayal edin. Araştırmacılar, bunun yaratımlarının nihai geleceği olduğunu düşünüyor. SpaceCAL yazıcılarının, Dünya’da basılamayan organları oluşturmak için kullanılacağı bir gün hayal ediyorlar. Bu organlar, astronotlar tarafından kullanılabilir ya da gezegene geri gönderilerek nüfusun hizmetine sunulabilir.

Araştırmacılar

Bu proje için araştırma, UC Berkeley ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) öğrencilerinden oluşan bir ekip tarafından, Hayden Taylor liderliğinde yürütülmüştür. Araştırmacılar Dillon Balk, Jacob Gottesman, Skyler Chan, Sean Chu, Brian Chung, Ameera Elgonemy, Anthony Moody, Jake Nickel, Dylan Potter, Austin Portinause, Anusri Sreenath ve Audrey Young, SpaceCAL konseptinin geliştirilmesi ve test edilmesine yardımcı oldular.

SpaceCAL, NASA’nın Flight Opportunities programı, Berkeley Engineering ve hâlihazırda inşa aşamasında olan Berkeley Uzay Merkezi tarafından desteklenmektedir. Ayrıca, proje 1,4 milyon dolar hibe alarak araştırmacıların cihazlarını ve testlerini geliştirmesine olanak sağladı.

Bu Çalışmadan Yararlanarak Gelirlerini Artırabilecek Şirketler

Organovo Holdings

Organovo Holdings, öncü bir biyomedikal 3D baskı şirketidir. Şirketin hedefi, 3D yazıcıları kullanarak insan organ ve dokularını taklit etmek, böylece araştırmacıların ilaçların, çevrenin ve diğer faktörlerin etkilerini insanları riske atmadan incelemelerini sağlamaktır.

Organovo Holdings, San Diego merkezli olup 3D biyotıkaç baskı alanında öncüdür. Ürünleri, araştırmacıların hastalıkları, enfeksiyonları ve potansiyel tedavilerini incelemesini sağlar. Doku ve organik malzeme basma yeteneği, bağışçılara ihtiyaç duyulmadığı ve acil tıbbi prosedürlerin daha hızlı gerçekleştiği, yılda milyonlarca hayatın kurtarıldığı bir geleceğin kapısını açar.

Organovo Holdings, portföyünüze güçlü bir eklemedir. Şirket, bu yılki Digestive Disease Week (DDW2024) etkinliğinde araştırmalarını sundu. Pazarın öncüsü konumunda olması ve biyomedikal baskı hizmetlerine artan talep, Organovo Holdings’ı gelecekteki başarı için konumlandırmaktadır.

Proto Labs

PRLB Fiyat Grafiği

Proto Labs (PRLB ), 1999 yılında piyasaya girdi ve Minnesota, Maple Plain’da konumlanmıştır. Şirket, kısa serili ve prototipleme baskılarında uzmanlaşmıştır. Hızlı dönüşüm katmanlı imalat ve enjeksiyon kalıplama dahil çeşitli hizmetler sunar. Şirketin hızlı dönüşüm süresi ve esnekliği, pazarda hâkim bir konum elde etmesine yardımcı olmuştur.

Proto Labs, çok geniş bir endüstri yelpazesinde bilgi sahibidir. Özellikle, şirket tüketici ürünleri, tıbbi cihazlar ve otomotiv parçaları sunar. Üretici, mühendislerin CAD gibi popüler yazılımlarda tasarlayıp baskılarını hızlı sonuçlar için göndermesini sağlar. Proto Labs, baskıları gün içinde geri döndürerek prototipleme için birincil çözüm haline gelmiştir.

Proto Labs hizmetlerine olan talep yıllar içinde sürekli artmıştır. Şirketin şu anki piyasa değeri 857,71 milyon dolardır. Proto Labs, SpaceCAL teknolojilerini iş modeline entegre edebilirse, müşterilerine daha hızlı prototipleme sunabilir. Ayrıca, baskı maliyetlerini azaltabilir ve mevcut birçok yazıcıya olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir.

3D Baskının Geleceği

3D baskının geleceği parlak görünüyor. Son birkaç yılda sektörde birçok büyük gelişme yaşandı. Günümüzün en gelişmiş 3D yazıcıları artık düşük güçlü lazerler kullanıyor ve tek bir cihazla birden fazla malzeme basabiliyor. Bu sayede, çalışan karmaşık ve hatta elektrikli cihazlar basmak mümkün hale geldi.

Derin Uzay Araştırması

Derin uzay araştırması, AR‑G çabalarını beslemeye devam ediyor. Yakın zamanda, 3D baskılı kalpler Uluslararası Uzay İstasyonu’na getirildi. Amaç, uzay radyasyonunun organlar üzerindeki etkilerini görmekti. Araştırma, Brown ve Johns Hopkins Üniversitesi’nin yanı sıra NASA’nın da desteğiyle yürütülen daha büyük bir misyonun parçasıdır.

Kolay Arayüzler

Büyük Dil Modeli AI sohbet botları, 3D baskı deneyimini yeniden şekillendirecek bir diğer büyük gelişmedir. Bu arayüzler, insanların bilgisayarlarla insan gibi iletişim kurmasını sağlar. ChatGPT gibi programlar, bu araçların gücünü ve verimliliği artırma, yetenekleri genişletme ve maliyetleri düşürme potansiyelini göstermiştir.

Gelecekte, 3D baskı çok fazla teknik beceri gerektirmeyecek. Çoğu birim, karmaşık görevleri tamamlamak için sadece metin ya da ses talimatları gerektirecek; bu görevler, yıllarca veri ve AI modellerinin yükseltmeleriyle kademeli olarak öğrenilmiş olacak. SpaceCAL baskı teknolojisini gelişmiş AI yetenekleriyle birleştirince, teknoloji sonsuz bir potansiyele sahip gibi görünüyor.

Yüksek Verimli Yazıcılar

Yakın zamanda, araştırmacılar maliyeti ve atığı azaltan yeni bir çift lazer baskı yöntemi geliştirdi. Bu yöntem, yaygın femtosaniye lazerlerinden birini daha düşük güçlü bir birime dönüştürdü. Ekip, lazerler arasındaki optimal ayarı belirleyen yeni bir hesaplama formülü tanıttı. Sonuçlar, orijinal çift femtosaniye lazerlerine benzer.

Yeni yaklaşım, çok daha ucuz bir lazer alternatifi kullandı ve bu sayede maliyetleri önemli ölçüde düşürdü. Ayrıca, bu yükseltme, mevcut çoğu lazerli 3D yazıcıya minimal çaba ile uyum sağlayabilir. Bu nedenle, bu yükseltme, küresel 3D baskı maliyetlerini düşürmeye ve daha uygun fiyatlı cihazların yakında piyasaya çıkmasına yardımcı olabilir.

Başarılı Bir Diğer Test

Bu son test turu, ekibin misyonunda ne kadar hızlı ilerlediğini vurguluyor. Mühendisler, uzay seyahati sırasında karmaşık cihazları basma hedefiyle ilerledikçe bu proje hakkında daha fazla duyabilirsiniz. Şimdilik, bu yenilikçi ekibin mikrogravite baskısına öncülük eden çabaları, bir gün milyarlarca insanın hayatını iyileştirebilir.

Diğer havalı 3D baskı projelerini şimdi keşfedin.