題:
空間站中的3D打印機是否意味著成本大幅降低?
Zoltán Schmidt
2016-07-28 04:57:25 UTC
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我剛剛觀看了一個VSauce2視頻,在該視頻的結尾顯示了某些NASA動畫,介紹了他們的一些近期創新成果。其中之一包括在國際空間站使用打印機。

它們實際上意味著成本的顯著下降嗎?我的意思是,我知道將設備運到這些地方的成本很高,並且我認為3D打印機可能會減少這些設備的數量,因為他們可以在那裡建立設備。

它們是什麼精確地用於那裡嗎?

我無法找到其他人,但是我不久前讀了一個有關NASA或美國軍方製作3D打印剪輯的故事,以代替必須從特定公司購買的某些非常昂貴的剪輯,從而可能節省了它們數千甚至數百萬。
從理論上講,是的。如果您有足夠的原料來購買一種工具,但是卻計劃了*可能需要*的一百種工具,那麼這將節省您調集所有一百種工具的需求,以防萬一。
我不能肯定他們被用來做什麼,但是我可以指出一些邏輯。如果您確定需要更換物品,那麼在空間中進行3d打印是無效的。但是,如果不確定是否需要該物品,則可以將是否將其發射到太空的決定推遲到以後。不需要製造的任何扳手或工具都將保留為可重複使用的材料形式,以用於將來的物品。懸而未決的問題是是否可以推遲選擇足夠的時間來支付廢物和打印機的費用。
我無法獲得[傑出的物理學家坐在會議桌旁並將3D打印的組件放在一杯冰水中的圖像](http://media2.s-nbcnews.com/j/streams/2013/11月/131115/2d9697183-120615-feynman1photo-hmed-0810a_files.nbcnews-ux-600-480.jpg)從我的腦海中閃過。
五 答案:
Russell Borogove
2016-07-28 07:08:26 UTC
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工作站上的3D打印機不太可能直接節省成本。它可以替換的物品範圍有限,並且在任何情況下都必須提供給料量;它不會允許大量減少供應。

主要好處是,它可以維修宇航員否則必須在下次預定供應之前進行的系統維修-無論是不必要但方便的物品,還是科學實驗,還是可以想像的,甚至是關鍵任務或安全關鍵部分。這將對投資回報產生一定的影響,但這與節省成本不同。

僅將宇航員或實驗留在站上是有成本的,因此節省實驗零件的時間,否則將不得不在下一次供應後推遲或重複進行,從而節省了成本。
這就是我所說的ROI。發射的總數和時間不可能改變,但是可以改變發射的完成時間。
我添加了一個新答案,但這可能會節省大量的電源。我提到的ERASMUS項目是可以做到這一點的最直接的例子。節省是以濕巾的形式,這有點可笑,但是,可惜,事後看來,這種愚蠢的事情常常顯而易見。我會感興趣的。
PearsonArtPhoto
2016-07-28 05:15:11 UTC
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ISS上的3-D打印機比其他任何東西更多地用於測試目的。這個想法是,對於非常長時間的任務,使用3-D打印機可以使他們在某些情況下發生故障時做出一些事情,或者他們意識到他們需要的東西最初並不是隨船攜帶的。到目前為止,我只能找到一些已經完成的東西,包括棘輪多個測試項目扳手。似乎後者實際上是根據需要使用的,其餘的只是測試工件。有很多希望,一台3D打印機可以節省大量的發射重量,更不用說減少船上所需的備件了,但總的來說,他們仍在努力確切地講,如何最好地使用它們。

如前所述,真正的好處將在於那些破裂的東西,這些生命不是至關重要的,但是需要比幾個月才能得到的需要來自地面的部分。據我所知,3-D打印機曾經被用於打印工具。

是的,在任何人依賴它們之前都需要進行一些微重力測試(例如,冷卻速度取決於對流,尺寸精度取決於冷卻,有用性取決於精度)。就像任何其他的新技術進入太空。
“節省發射重量”,這是假設它是由原地資源建造的...
不,實際上。散裝比包裝精緻的東西容易,您需要的保護木塊要比雕像小得多。
如我所見,@mb21The最終可能節省發射重量的原因是,發射和存儲原料的能力小於要使用打印機維護的系統的全套備件。這就需要一台靈活可靠的打印機,並且只涵蓋您可以負擔得起的等待某些打印週期的零件。您需要支持許多系統,才能確信所需原料的數量(加上應急費用)確實比帶入倉庫的質量要少。所有這一切都是未來的一種方式,但您必須從某個地方開始。
至於節省成本,有一種潛在的,巨大的但不太可能發生的節省成本的方法:防止緊急發射的必要性,以提供關鍵任務的替代品,這些替代品不能推遲到下一次預定的發射之前。
@SF。當然,例如,未來的載人火星飛行任務中,哪一個會更大。
@MichaelKjörling:...考慮最佳的啟動窗口,並對“緊急”的任何路線的成本進行極端加價...
fuchstraumer
2016-07-29 22:53:56 UTC
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我完全不同意這裡的大多數答案-最近有大量NASA SBIR /其他補助表明該機構堅決反對!

當前,空間站上的3D打印機既沒有研究,又沒有研究,那是很差的。製造它的公司是由一個...經營得不是很好的傢伙,沒有很好地進行構建。因此,它的使用受到限制。

主要的成本節省可以通過船上材料的回收實現。這將允許使用可重複使用的器皿,可重複使用的工具(工具損壞了嗎?如果您還有材料,就可以對其進行重新加工),用於進行實驗的專用零件(回收利用根本不會浪費),等等。器具特別有用-如果可以回收利用,則將其在通常的溫度下融化後即可進行消毒!目前,宇航員必須用濕抹布清洗所有用具,因為自來水不是國際空間站上的最佳主意。這會產生(荒唐的)愚蠢的廢物,其形式僅僅是濕巾。還必須將其作為耗材發送出去。宇航員說,這些器皿經過一段時間後會變得相當粗糙……因此能夠打印一次性使用的可循環利用的器皿可以減少廢物的產生,降低供應需求,並提高其生活質量(在很小的程度上)。船員。全部節省成本!

問題不在於3D打印機在空間站就業方面的技術準備程度。即使是最基礎的打印機,也可以以零克的庫存形式進行打印。需要進行一些工程設計的問題是床層粘附力,以及去除因熔化ABS / PLA / Ultem-1010而產生的副產物。這些煙霧可能很危險,必須通過循環空氣將其從建築體積中清除(或者必須在機器運行時將其圍起來,然後清除)。

ERASMUS是我提到的餐具回收理念-可以在這裡看到它的資助: http://www.parabolicarc.com/2016/05/06/nasa-selects-tethers-unlimited-sbir-awards /

請注意,同一家公司/部門目前也在建立它-可能不是巧合,一旦您找出其中的一個是入門者概念的自然演變。整潔的東西! -

http://www.geekwire.com/2016/nasa-firmamentum-3-d-printer-recycler-space/

GdD
2016-07-28 13:58:43 UTC
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3d打印機無法直接節省成本,發射預製物體要比打印它所需的原料便宜(3d打印時總會浪費一些材料),再加上打印機本身的重量。

3d打印機提供的是原型製作能力。與鑄造塑料相比,3d打印的塑料較弱,並且與金屬的強度相差無幾,您不能將它們用於任何承重。但是,您可以打印零件,看看它是否有效,然後調整設計。一旦設計正確,就可以將設計交給地面上的人進行製造,並在以後重新供應時進行交付。對於非承重件,您可以直接使用3d打印材料,這意味著您無需為要製造的東西付費。它還為宇航員提供了設計和實施自己的解決方案的選擇,這意味著更少的地面支持。這些很可能會轉化為節省成本,但無法量化多少。

但是您也可以打印工具鋼。但是,傳統方法仍然更加準確。
您可以打印鋼鐵,但我認為在太空中效果不佳。 3d巧克力打印機對於士氣來說將是相當不錯的!
@GdD至少可以打印鋼製自拍杆。
“ 3D打印的塑料很弱...”除了確信可能需要各種結構部件的強度或各種鋼製工具等等之外,我對此並沒有確信。我收到了一個小的3D打印文物作為禮物,大約8年前,對於許多用途來說已經足夠困難了。帶有當時較舊技術的印刷版,我懷疑該技術已顯著改善。但這還取決於特定打印機的工作方式和材料。
我可能應該將該聲明限定為更好的@user2338816。 3d打印的塑料不如鑄造塑料堅固,這是由於3d打印過程的工作方式性質-連續的層熔化了。
我不禁想到了[Wolowitz零重力廢物處理系統](http://bigbangtheory.wikia.com/wiki/Wolowitz_Zero-Gravity_Waste_Disposal_System)的潛在修復方法。
coteyr
2016-07-28 23:52:54 UTC
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是,不是。

假設3D打印機具有相同的進料量,則可以打印任何東西。我們還假設打印機的原料中有10%的靜態廢物。

現在,有了這些規則。在許多情況下使用3D打印機會更昂貴。 10%的浪費將完全摧毀它。但是,有兩個方面確實值得。

  1. 運輸100磅的飼料和計劃1,000磅1磅的工具的計劃要便宜得多,而攜帶1,000磅1磅的工具則要便宜。用任何東西替換工具。

  2. 攜帶100磅的原料並打印990英尺長的錶盤會更便宜,然後嘗試將990英尺長的錶盤飛入太空。

  3. ol>

    現在,使用這兩個示例,您可以開始推斷示例,在這些示例中,打印比攜帶更好。

    真正的問題是3D打印機不能只打印任何內容。非常有限。受尺寸,形狀,材料和功能(運動部件)的限制。例如,您不能使用它來打印主板。甚至網球之類的事情也不會發生。

    那為什麼要把它帶入太空呢?好吧,我能看到的最大理由就是測試它的用處。那裡有潛力。並用它來替換或修理某些設備。基本上,如果您只需要洗衣機,請打印洗衣機。不要發射另一個吊艙,也不要撤離該站,因為您需要一個小的洗衣機。



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