El primer gran problema específico del espacio es en realidad la calidad del aire. ¡No puede abrir una ventana para expulsar el olor a ABS fundido de la EEI!
Las impresoras FFF emiten humos y nanopartículas. En una estación espacial, el mismo aire se recicla una y otra vez, y los sistemas de purificación de aire tienen un conjunto específico de contaminantes para los que están optimizados, así como una capacidad de diseño para la renovación del aire y las tasas de eliminación de químicos que no se ajustarán. solo porque alguien está imprimiendo un trinquete espacial hoy. La protección de la calidad del aire de la cabina es un factor de diseño enorme para cualquier experimento que vaya al espacio.
Los experimentos de impresión Made in Space en la ISS hasta la fecha se realizaron en una de las cámaras de experimentos de vacío, por lo que cualquier humo sin filtrar (o brotes de fuego) podría ventilarse directamente al espacio si es necesario. A la larga, esto no va a funcionar: otros experimentos pueden necesitar la cámara de vacío, o las impresoras de "producción" pueden ser demasiado grandes para caber. Por lo tanto, la impresora necesita tener su propio sistema interno de purificación de aire.
Otra limitación importante del diseño es la supervivencia del lanzamiento. Las cargas útiles de los cohetes deben estar diseñadas para fuerzas g extremas sin 1) daño o 2) desplazamiento de masa interno significativo que afectaría el centro de gravedad de la carga útil.
El peso total de la carga útil también es bastante importante aquí: elevar la masa a una órbita terrestre baja es CARO.
Sorprendentemente, el entorno de microgravedad en sí mismo no es tan importante. El plástico fundido es altamente viscoso y se queda donde lo pones el tiempo suficiente para solidificarse, siempre y cuando se pegue a algo. Pero se me ocurren dos impactos.
- Primero, un carrete de filamento no asegurado intentará desenrollarse. La gravedad no proporcionará la fricción de contacto en la que usualmente confiamos para evitar que los carretes aniden. (Piénselo: un carrete bien enrollado es literalmente un resorte helicoidal gigante).
- En segundo lugar, los flujos de calor son diferentes en microgravedad: no puede confiar en la convección pasiva para enfriar la impresión o los motores. Se deben hacer ajustes para un flujo de aire forzado suficiente y un disipador de calor en cualquier cosa que requiera enfriamiento. Y eso incluye el gabinete en sí, ya que, como se mencionó anteriormente, la cámara de impresión debe sellarse herméticamente para controlar la calidad del aire.
Finalmente, la confiabilidad es crítica. Amazon no entrega a la ISS (todavía). Incluso un solo tornillo pelado puede dejar la impresora fuera de servicio durante meses hasta que una pieza de repuesto pueda encajar en un próximo lanzamiento de suministros. Que la impresora se incendie porque algo en corto sería catastrófico.
Entonces, en realidad, se trata de hacer que una impresora sea lo suficientemente robusta como para funcionar, operar de manera segura y nunca romperse. La impresión al revés es trivial en comparación.