新機(jī)器人推動太空材料革新
現(xiàn)在，碳纖維大量地應(yīng)用在太空領(lǐng)域。這是讓飛船變得質(zhì)輕最好的方法，這也是飛船在深太空執(zhí)行任務(wù)的關(guān)鍵，太空任務(wù)中的每克食物、水和燃料都是精心計(jì)劃的。但是，想要讓飛船的材料很容易且低成本地制備出來，并不是一件容易的事。新型碳纖維材料的設(shè)計(jì)、原型和測試研究過程十分緩慢，而且昂貴，屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)。當(dāng)美國國家航空航天局將人類技術(shù)推入太空深處時(shí)，將需要制造業(yè)邁出巨大的前進(jìn)和飛躍。因此，發(fā)展航天器事業(yè)依然任重道遠(yuǎn)。
今年夏天，美國國家航空航天局開發(fā)出一種工具，可以簡化原型部分的制備。這是一個(gè)21只腳的機(jī)械臂，機(jī)械臂的頭部是由16個(gè)類似于超大縫紉線軸的棒組成，其附加長度達(dá)到40英尺，可以使機(jī)械臂繞著模型滑動。
纏繞在機(jī)械臂卷軸上的是碳纖維線絲，這是由美國宇航局的工程師們設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)松散的機(jī)械手臂造型復(fù)合部分。該項(xiàng)目的一名工程師Justin Jackson指出，這是有史以來最大的綜合機(jī)器人之一，可以制備26英尺寬的產(chǎn)品，完全可以作為“史上最大的制備太空交通工具的復(fù)合結(jié)構(gòu)。”
這臺打印機(jī)是由一家名為Electroimpact的公司建造的，該公司主要負(fù)責(zé)開發(fā)永久形式的超薄碳纖維層技術(shù)。他們的機(jī)器很精細(xì)，但是非常昂貴，使用的旋轉(zhuǎn)軸頭讓人聯(lián)想起19世紀(jì)的紡織廠。
該公司稱這個(gè)加工過程為自動化纖維放置技術(shù)。由于機(jī)械手臂可以非常快速地加工出復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，該技術(shù)稱得上是碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破。項(xiàng)目經(jīng)理John Vickers在今天的發(fā)布會中指出，這意味著美國宇航局可以大大降低制備空間結(jié)構(gòu)的成本，同時(shí)提高空間結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
Electroimpact公司幫助美國宇航局定制專用的機(jī)械手臂，現(xiàn)在它準(zhǔn)備幫助阿拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心來發(fā)展太空結(jié)構(gòu)。航天中心的Preston Jones提到，該項(xiàng)目的目標(biāo)是“構(gòu)建并測試出太空結(jié)構(gòu)是否適合太空飛行器使用，幫助人類實(shí)現(xiàn)探索火星和其他星球的任務(wù)”。
當(dāng)然，機(jī)器人還會幫助人類處理其他的事情，如打掃房間。碳纖維材料將會越來越便宜，其質(zhì)量會越來越優(yōu)異。終有一天，馬歇爾的設(shè)計(jì)項(xiàng)目會應(yīng)用到我們的日常生活中。至少現(xiàn)在，我們從這個(gè)超大號的印刷機(jī)床上，看到了下一代飛船出現(xiàn)的可能。
