Me pregunto si la estructura de un rover o sonda de superficie de Marte podría imprimirse en 3D a partir de plásticos en la Tierra y luego enviarse a Marte para su misión. Es decir, impresos en 3D a partir de los materiales comunes que se usan hoy en día (ABS, PLA, nailon/poliamida, etc.) con técnicas comunes (FDM, SLA, etc.).
Las temperaturas de la superficie en Marte son en su mayoría heladas y deberían permitir que los plásticos no se derritan, lo que sería el primer requisito previo para el éxito. Si no se pudo hacer completamente de plástico, ¿hay partes del vehículo que podrían serlo?
Puedo pensar en los siguientes problemas potenciales:
Los plásticos son geniales, sin embargo, no tienen el rango de temperatura o la resistencia de los metales. Necesita un material que sea liviano, capaz de resistir las fuerzas de un lanzamiento y reingreso, y capaz de permanecer fuerte a temperaturas extremas.
Muchos plásticos se vuelven quebradizos cuando están fríos. Marte baja a -60°C durante la noche en su punto más cálido , las sondas de Marte pueden esperar estar expuestas a -100°C repetidamente, y mucho más frío en los polos. No muchos plásticos permanecen dúctiles a esa temperatura, lo que significa que se agrietan con facilidad. Si observa los plásticos comunes utilizados en la impresión 3D y su temperatura dúctil más baja, tiene:
Estos son excelentes materiales porque se derriten a una temperatura relativamente baja, pero sus otras propiedades no son ideales.
Algunos plásticos tienen un rango de temperatura mucho más bajo, el acrílico puede permanecer tan bajo como -150 ° C, aunque no es tan fuerte, por lo que terminaría siendo más pesado que el metal. Esta página tiene un gráfico útil que muestra los rangos de temperatura de los plásticos comunes.
El metal se puede imprimir en 3D, y Perseverance tiene algunas piezas de metal impresas en 3D, aunque no sé si son parte de la estructura.
La impresión 3D, sin duda, tiene un papel que desempeñar en la exploración de Marte cuando enviamos humanos allí, sería muy bueno poder hacer las cosas ya que está muy lejos de casa.
Los plásticos tienen ciertos problemas de durabilidad. En general, puede fabricar materiales más resistentes con materiales de dos componentes: la fibra de vidrio y la resina son un ejemplo, al igual que la construcción de filamentos de carbono. Los engranajes de nailon suelen estar 'rellenos de vidrio'. En realidad, es una mezcla de nailon y fibras de vidrio cortas y finas.
La impresión 3D tiene la ventaja de que es rápida y útil para crear prototipos y verificar que las piezas encajen entre sí. No estoy impresionado con su capacidad para fabricar piezas útiles para cualquier aplicación crítica.
El entorno marciano tiene dos factores hostiles a los plásticos:
Alto índice UV. Si bien la luz solar marciana tiene aproximadamente la mitad de su fuerza, no tiene protección UV. UV rompe los enlaces en plástico. Los enlaces rotos pueden permanecer rotos o pueden cruzarse. El primero debilita el plástico, el segundo lo hace quebradizo. Ponga una cubeta blanca de calidad alimentaria al sol durante 3 años y luego patéela.
Presión atmosférica baja. Muchos plásticos contienen solventes para reducir deliberadamente la reticulación. Esto evita que sean demasiado frágiles. Puedes encontrar plástico viejo que a pesar de haber estado guardado se ha vuelto quebradizo.
Ambos pueden mitigarse un poco depositando una fina capa de metal con vapor. De ahí el mylar recubierto de oro que se usa en muchos ensamblajes de satélites. (El oro se usa comúnmente porque tiene alta emisividad en IR y baja e en visible, por lo que es efectivo para reducir el calentamiento solar.
uwe
SF.
Jörg W. Mittag
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Kozuch
Christopher James Huff
Harabeck