NASA start met 3d-printen in de ruimte

Ruimtevaartorganisatie NASA heeft voor het eerst een 3d-printer in de ruimte gebruikt om objecten te maken. Het gebruik van 3d-printers in de ruimte is belangrijk om ruimtestations en -vaartuigen minder afhankelijk te maken van leveringen vanaf de aarde.

De 3d-printer werd op 17 november geïnstalleerd in het ISS, waarna er twee kalibratietesten zijn gehouden. Afgelopen maandag werd vanaf grondstations de printer in werking gezet om een reserveonderdeel voor de printer laag voor laag zelf te printen. Het gaat om een bedekkingsplaat voor de printkop. Na inspectie van het onderdeel, leek het erop dat de hechting sterker was dan verwacht en mogelijk komt dit door de lagere zwaartekracht. NASA gaat dit verder onderzoeken. De organisatie heeft de printer gereedgemaakt om een tweede object in de ruimte te printen.

De productie stelt NASA in staat te begrijpen welke parameters gebruikt moeten worden in de ruimte voor het maken van objecten. "Naarmate we meer printen kunnen we leren welke effecten de microzwaartekracht veroorzaakt en welke het gevolg zijn van het finetuning van de printer. Als we de onderdelen weer op aarde hebben, kunnen we de verschillen met op aarde geprinte objecten vergelijken.", zegt Niki Werkheiser, leider van het project bij NASA.

Uiteindelijk moeten 3d-printers in de ruimte reserveonderdelen voor kritieke machines in ruimtestations en capsules kunnen maken, maar om dat gegarandeerd te kunnen doen, moeten ze ook eigen reserveonderdelen kunnen printen. Volgens NASA moet een printer op termijn zichzelf compleet kunnen repliceren.

Reacties (56)

Toevallig gaat ESA ook 3D printen aan boord van het ISS. Laten we hopen dat die projecten elkaar aanvullen.

Het voordeel is dat je niet allerlei reserveonderdelen mee moet nemen (lees: ballast) waarvan het gros uiteindelijk waarschijnlijk niet gebruikt wordt. Neem printmateriaal mee en je kunt alle reserveonderdelen ter plekke maken

Je gaat dan even voorbij aan het feit dat je alleen maar in kunststof kunt printen. Als het onderdeel van een specifiek materiaal (rubber, aluminium, titanium, .... ) moet zijn gaat dat niet lukken.

Je kunt tegenwoordig ook in metalen 'printen' alhoewel ik niet denk dat ze zo'n printer aan boord hebben.

Het scheelt alvast wel in kunststofonderdelen. Daar zijn er al heel veel van.
En waarschijnlijk zijn er veel onderdelen in metaal uitgevoerd omdat dat duurzamer is, maar kunnen ze ook in (lichter) kunststof uitgevoerd worden, wanneer dat makkelijk te vervangen is.
Maar uiteraard blijven er genoeg onderdelen over die van een materiaal gemaakt zijn dat (nog) niet te printen valt.

Het is wel mogelijk om een reparatie uit te voeren waarbij je bijvoorbeeld een soort spalk maakt die gebroken componenten bij elkaar houd
Of bij een versleten tandwiel het originele tandwiel als mal gebruiken en daaromheen een een passend jasje printen. Om maar een paar wilde voorbeelden te noemen.

Maar printmateriaal is ook ballast...

Het verschil zit er in dat je genoeg printmateriaal om een aantal onderdelen te maken meeneemt in plaats van reserve onderdelen voor alles dat je ooit mogelijk zou moeten vervangen.

En de printer zelf weegt niets?

Natuurlijk wel, en dat is een afweging. Maar er moet ook plaats zijn voor reserveonderdelen. Een printer + materiaal neemt ook plaats in, maar het is de vraag wat er meer plaats in neemt. Kennelijk is het idee dat je waar mogelijk beter een voorraad generiek materiaal + een printer mee kan nemen, dan van elk mogelijk onderdeel wat je moet kunnen vervangen één of meer exemplaren.

Die is er al

Oh ja, natuurlijk, dom van mij. Nu hoeft er alleen maar printmateriaal in de latere voorraadvluchten verzonden te worden.

Dat is eenmalig...

Als ze dit voor elkaar krijgen (om ook in de ruimte 3D voorwerpen te maken) dan zal dit enorm veel schelen in de kosten bij het "bijvoorbeeld" repareren van een sataliet of andere dingen.

Verder ben ik benieuwt wat de gevolgen zijn voor printen in de ruimte, ik denk namelijk dat het tot allerlei problemen gaat leiden qua printen.

Offtopic: ik vind deze technologie (3d printen) sowieso erg fasinerend, ook omdat ze er zelfs een kunst hart of andere organen kunnen maken om tijdelijk te plaatsen, amazing.

dan zal dit enorm veel schelen in de kosten bij het "bijvoorbeeld" repareren van een sataliet of andere dingen.

Dat soort zaken is sinds de teloorgang van de space shuttle niet meer mogelijk.

Het zal ook in het space station niet zoveel in kosten schelen.
Onderdelen naar boven sturen is niet veel duurder dan grondstoffen voor een 3d printer.
Het scheelt vooral in snelheid waarmee een onderdeel vervangen kan worden. In plaats van 6 maanden wachten kan het nu in een paar dagen gebeuren.

Onderdelen naar boven sturen is niet veel duurder dan grondstoffen voor een 3d printer.

Klopt. Maar je weet nooit van te voren welk onderdeel je nodig hebt. Een paar onderdelen zijn misschien niet zo essentieel dat je er even op kunt wachten, andere zijn zo belangrijk dat je vervanging voorradig moet hebben voor het geval het stuk gaat. Wanneer je onderdelen in de ruimte kunt printen, heb je niet meer een grote voorraadkast vol reserveonderdelen nodig, maar alleen een klein kastje met wat spoelen printmateriaal.
Je hoeft dus alleen periodiek een spoel printmateriaal naar boven te sturen. Zelfs dat zou je kunnen beperken, wanneer het materiaal van de defecte onderdelen weer te recyclen is naar ruwe grondstof.

heb je niet meer een grote voorraadkast vol reserveonderdelen nodig, maar alleen een klein kastje met wat spoelen printmateriaal

En een 3D printer die opzichzelf ook een kast is. En waarschijnlijk extra accu's om elektriciteit op te slaan voor het gebruik van de 3D printer.
Bovendien heb je de meeste reserveonderdelen waarschijnlijk nog steeds wel nodig omdat die niet gemaakt kunnen worden met de printer. Misschien dat de 3D printer 10% minder reserveonderdelen aan boord oplevert.

Een 3D printer is niet zo groot. Een paar reserveonderdelen inclusief verpakking zullen al snel meer ruimte innemen.
Extra accu's zijn niet nodig, er wordt al elektriciteit opgewekt voor ander apparatuur. In het ergste geval zal je een experiment uit moeten stellen omdat je de elektriciteit nodig hebt die het experiment anders zou gebruiken. Maar waarschijnlijk zou je toch al wat experimenten/ werkzaamheden uit moeten stellen omdat er een astronaut bezig is met het printen van een onderdeel.
Ik denk dat het aandeel kunststof onderdelen groter is dan je denkt en zelfs flink groter kan worden wanneer bij het ontwerpen rekening wordt gehouden met de mogelijkheid om reserve-onderdelen te printen. Maar zelfs 10% zou al een flinke besparing in ruimte en gewicht opleveren.

Maar zelfs 10% zou al een flinke besparing in ruimte en gewicht opleveren.

Ik denk dat je overschat wat er aan reserve onderdelen aan boord is. Zaken die ze de ruimte inschieten hebben gemiddeld een hoge levensduur en ISS wordt regelmatig bevoorraad dus het is niet zinvol om heel veel reserve onderdelen aan boord te hebben tenzij voor vitale voorzieningen aan boord.
Ik denk dat het aantal volledig kunststof onderdelen juist heel laag is vergeleken met duurzamere lichtmetalen onderdelen.

Ik denk dat jij de boel nogal onderschat, en wel om de simpele reden dat als de 3D printer idd maar zo enorm beperkt nuttig is zoals jij stelt dat NASA dan niet eens de moeite had genomen om dit experiment uit te voeren.

Het experiment heeft ook ander breder onderzoeks nut.
in het algmeen dus onderzoeken welke materialen je in de ruimte kan maken en hoe sterk die in zero gravity gemaakte onderdelen dan zullen zijn.
Als je bijvoorbeeld een toekomstige ruimtereis naar Mars onderzoek waarbij bevoorrading onderweg geen optie is dan wordt vervanging van onderdelen veel crucialer en is misschien zo'n printer wel een optie. Je kunt dan voor die missie of ook voor andere toekomstige missies ook veel meer onderdelen daarop ontwerpen. Iets wat bij het ontwerp van het ISS natuurlijk niet gebeurd is.

Het kan natuurlijk ook zo zijn dat omdat je geen reserve onderdelen wilt meenemen, en omhoog zenden nauwelijks een optie is, alles veel steviger (en dus zwaarder) moet worden uitgevoerd dan wenselijk is. Daarom is momenteel wellicht geen 3D printer nodig, en kan het tóch verschrikkelijk wenselijk zijn er in de toekomst een te hebben, en dus nu uit te proberen.

Beetje onzin wat je uitkraamt. Ja het kost ongeveer net zoveel, maar je hebt minder nodig. Omdat je print wat nodig is waar mogelijk zit je dus niet vast aan een extra vlucht mocht er iets onverwachts kapot gaan op het niveau wat je kunt printen. Je kunt namelijk met het printmateriaal wat je hebt een vervanging "printen" en met de volgende vlucht, die je toch maakt om de Astronauten op te halen/af te leveren stuur je weer een nieuw spoeltje mee.

Zeker voor apparatuur waar downtime gewoon veel geld kost omdat de astronaut in kwestie zijn werk niet kan doen is dit echt een utikomst.

Wel ben ik van mening dat het jammer is dat de opvolger van de Shuttle gewoon weggebudgeteerd is omdat de Amerikaanse regering van die tijd:"LOL privatisering! LOCKHEAD CENTJES LEKKER!" zoveel belangrijker vond. Waarna ze natuurlijk wel weer wat extra defensie uitgaven toestaan om al deze "private partners" een beetje extra toe te schuiven .

Zulke onzin is het niet. Een ingevlogen onderdeel heeft 0% restmateriaal en ee printer zelf hoeft dan ook niet ingevlogen te worden. Voordeel is dat je een onderdeel snel beschikbaar hebt, voor zover dat geprint kan worden dan.

Wat de space shuttle betreft,.. Dat was financieel gezien een draak van een apparaat die op vrijwel elk punt van efficiency door herbruikbaarheid faalde. Het was wel een mooie prestatie en de huidige capsules zoals van space X etc voelen als een stap terug. Maar ze zijn wel mijlen goedkoper dan de Shuttle.

[quote] Als ze dit voor elkaar krijgen (om ook in de ruimte 3D voorwerpen te maken) dan zal dit enorm veel schelen in de kosten bij het "bijvoorbeeld" repareren van een sataliet of andere dingen. /quote]

Dat vraag ik me dan weer af. Het is verdraaid handig om diverse redenen, maar er zal nog steeds een gelijk tonnage aan, weliswaar ruwe grondstoffen, de ruimte in geschoten moeten worden.

[Reactie gewijzigd door PvdVen777 op 26 november 2014 11:49]

Het hangt er vanaf hoeveel reserve onderdelen je mee wilt nemen. Inderdaad, één bepaald onderdeel geprint is net zo zwaar als hetzelfde onderdeel normaal gefabriceerd. Maar als je normaal gesproken 100 verschillende reserver onderdelen zou meenemen, maar er in de praktijk gemiddeld maar 2 nodig hebt, dan zou je er nu bijvoorbeeld maar het gewicht van 2 hoeven mee te nemen.

Verder kunnen ze hiermee enorm grote dingen maken, zonder dat je ook zoveel ruimte in de capsule moet hebben.

[Reactie gewijzigd door AHBdV op 26 november 2014 12:22]

Ik ging daar in mijn originele reactive niet verder op in, maar er is inderdaad efficientie winst te behalen doordat je niet meer hoeft te gokken welke onderdelen je nodig gaat hebben. Echter als het gaat om 'grootte'. Dat moet ik toch wat nuanceren, want tenzij je onderdelen van pur-schuim gaat maken zal het volume net als het tonnage gelijk zijn aan die van op aarde voor-gebouwde spullen. Dan kan je nog stellen dat je dan op de omvang van de samengestelde voorwerpen doelt, maar ik denk dat er in de spaceshuttle en op een bouwplaats op aarde toch meer ruimte is om grotere samemstellingen te maken/stallen dan binnenin het ISS.

Omdat een object in de ruimte zijn eigen gewicht niet hoeft te dragen, kun je extreem dunne "fragiele" objecten maken. Daardoor dat kun je met heel erg weinig materiaal, constructies van tientallen meters maken. En dat is echt niet zo makkelijk omhoog te brengen. (En zou op aarde ook onder het eigen gewicht ineen zakken.)

Het zal zeker schelen in kosten, echter mogen we wel niet vergeten dat de "grondstoffen" voor de printer ook in de ruimte moeten geraken en ook een gewicht hebben (of ze moeten beschikbaar zijn in de ruimte, misschien dat bepaald rondvliegend puin gebruikt kan worden?)

Het moet de ruimte in ja, maar het is een stuk compacter dan in geprinte vorm. Dus kan het in een kleiner formaat (en dus lichter) compartiment afgeschoten worden, of het compartiment beter gebruikt worden.

Ze gebruiken nu print-technologie van Ultimaker.

Die kan trouwens op de kop printen, of andere rare standen en bewegingen aan en toch nog fatsoenlijk printen. Het zijn voornamelijk software aanpassingen, omdat het plastic zich iets anders gedraagt in zero-gravity.

Beetje offtopic, maar er zijn al heel wat andere dingen waarvoor het handig is. Gewoon een stukje van huis bijvoorbeeld om minder stress te krijgen: Espresso!

Dit is denk ik echt van groot belang voor de toekomst van de ruimtevaart (en trouwens ook op andere plaatsen waar re-supply niet eenvoudig is). Denk aan de problemen die er waren bij Apollo 13. Het fabriceren van een passend reserveonderdeel om de luchtfilters te kunnen hergebruiken was heel wat eenvoudiger geweest als ze het gewoon hadden kunnen printen.

Denk aan de problemen die er waren bij Apollo 13. Het fabriceren van een passend reserveonderdeel om de luchtfilters te kunnen hergebruiken was heel wat eenvoudiger geweest als ze het gewoon hadden kunnen printen.

Ik vraag me af of ze daar de tijd en de amperes voor hadden ;-)

Die mannen en één vrouw op dit moment zijn daar boven ook maar gewoon aan het werk. Deze printer is een maand geleden al aangekomen in het ISS. Ik vraag me dan ook af of deze wetenschappers dan ook echt zitten te popelen om dit leuke nieuwe speeltje uit te pakken en mee aan de slag te gaan, of dat dit ook weer 'gewoon dagelijks werk' is.
Mocht er een astronaut (of andere insider) meelezen: ik hoor graag hoe dit ervaren wordt.

Ik denk dat de gemiddelde astraunout in zo'n omgeving met elke kleine uitdaging wel blij is, ook al is het gewoon dagelijks werk. Ze zitten wel 24/7 in een werkomgeving, dat is echt niet prettig voor mensen, dus elke vorm van nieuwe positieve afleiding is dan zeker een must.

Ik wens ze in ieder geval veel plezier toe met 3D printen

Die had Howard goed kunnen gebruiken toen zijn Wolowitz Zero-Gravity Waste Disposal System een probleempje had

Nog even en we printen er gewoon een planeet bij.

Planeten worden bouwt door muizen, niet geprint.
Maar het is wel vet als wij in de toekomst wellicht (delen van) ruimtestations kunnen printen.
Misschien is een ruimte lander met 3d printer aan boord die met grondstoffen van de des betreffende planneet waar op hij land zijn eigen accu uit kan printen?

Delen van ruimtestations printen van grondstoffen van de planeet zelf? Jazeker wel, daar wordt al onderzoek naar gedaan. Zie video http://www.esa.int/spacei.../3D-printing_a_lunar_base en artikel http://www.esa.int/Our_Ac...nar_base_with_3D_printing. Onlangs een rondleiding gehad bij de ESTEC in Noordwijk, daar ligt een stukje geprint prototype. Zeer interessante ontwikkeling maar het gaat nog wel een tijdje duren voordat het eerste geprinte gebouw op de maan staat denk ik...

Terwijl we een andere planeet vernielen voor de grondstoffen die nodig zijn. Nee dankje.

Beetje kortzichtig, er zijn miljarden planeten, wij zijn een ras, die zich bezig houd met evolutie en de voortzetting van ons ras, als wij er 1 moeten gebruiken om een 2e leefomgeving te maken, is helemaal niet verkeerd.

Zoals de 1e wet van thermodynamica ons leert: energie gaat nooit verloren maar kan enkel transformeren.
Lastige is alleen dat als je in grote getalen grondstoffen van de ene naar de andere planeet gaat slepen er na een paar honderd jaar (lange termijn denker) wel eens een gravitationeel verschil kan ontstaan waardoor de banen van de planeten veranderen.

Verder natuurlijk een prachtige techniek en misschien dat als ze een "grabber arm" aan het iss bouwen dat ze ruimteafval (oude/defecte satelieten) kunnen recyclen tot nieuw printmateriaal.

Wat geeft de mens het intrinsieke recht om een andere planeet te benutten voor ons eigen welbehagen? Misschien is die vraag een stuk belangrijker hier op aarde (e.g. gebruiken van natuurlijke hulpbronnen, doden van dieren, planten etc), maar zeker niet niet van toepassing in de ruimte..

Daaraan zie je wat voor een soort wij zijn, je kan al voorstellen wat er zal gebeuren als we een planeet vinden die we "nodig" hebben en waar er enkel maar "inferieur" leven op te vinden is. Iedereen weet nu al dat we onze geschiedenis zullen herhalen, jammer maar helaas...

Toch dienen wij ons voorbestaan te garanderen. Of je het er nou mee eens bent of niet. Dan kunnen wij netjes principieel dat niet doen en ons ras word geschiedenis, of wij maken gebruik wat het universum (of god voor de gelovigen) ons te bieden heeft. Ik zie daar geen probleem in.

Mwoah?.....Venus gebruiken om een aarde planeet er bij te maken? Valt wat voor te zeggen natuurlijk .

Maar hoeveel Energie we daar wel voor moeten gebruiken .

daar is genoeg zonne energie in de ruimte

energie is er oneindig, we gebruiken echt een factie van de energie die de aarde bereikt. Zoek eens naar; Nassim Haramein (wiki wordt steeds verwijderd, hij heeft hele leuke theorien op dit gebied)

ik denk alle energie die de zon uitstraalt in een jaar aan zonne energie (onvervuilde door de ozonlaag)

maar dit gebruiken ze vooral oom gereedschap te printen. want als je dit verliest kan je niets meer repareren

Handig. Kan er een soortgelijk buitenaards wezen worden geprint als men die ooit tegenkomt.

Ze hebben vast geen 3D scanner mee.
De onderdelen zullen op aarde ontworpen worden en als bestand worden opgestuurd.

Via een USB stickje meegestuurd via een Raket .........

ponskaarten !!

Nog beter kip en het ei:
3D Printer die een USB stick print om files op te zetten ...... hmmmmm zonder files geen USB stick.

Ach ja ze kunnen altijd nog een banaan proberen te printen als het eten op is.
http://www.engadget.com/2014/11/21/3d-print-mashed-bananas/

Dit is on topic, alleen een aantal (honderden) jaren fast forward.

Volgens deze link is het assembleren in de ruimte heel nuttig. Als je als beschaving zover bent dat je een vliegende ontdekkingsfabriek kan maken. Door 3D printtechniek en heel wat nanotechnologie en natuurlijk AI. Dan kan je het hele universum verkennen door elke keer op een nieuwe plek de ontdekkingsrobot zichzelf te laten kopieren met duizenden tegelijk en al die probes vliegen dan weer verder.

Met de 3D print technologie van vandaag gaat er al een poort aan mogelijkheden open. Je hoeft niet alles te plannen en dubbel mee te nemen. Hierdoor is een missie naar Mars of verder veel minder kwetsbaar. De 'replicator' op Star Trek ruimteschepen is essentieel voor eten en onderdelen. Natuurlijk printen we nog niet per molecuul. Maar we gaan hier nog heel veel van zien.

Het op locatie maken van belangrijke onderdelen is echt een game changer. Zie ook het door robots laten bouwen / printen van onderkomens voor bewoners op de maan. Zie hier een link met het printen van maanbeton.

Ik zei het eerder. Dit is de gouden eeuw van de ruimtevaart!