SpaceX火箭将3D打印定制的ZEUS-1卫星容器送入太空轨道

2023年1月11日，南极熊获悉，总部位于新加坡的3D打印服务提供商Creatz3D开发了一款创新的、超轻的卫星发射容器——宙斯一号（ZEUS-1），这款容器将由SpaceX火箭送入预定的太空轨道。

Creatz3D所开发的ZEUS-1卫星容器是与合作伙伴Qosmosys和NuSpace联合开发，这款容器独特的结构设计是为了装载50个金色的阳极氧化艺术品。这些艺术品后来被SpaceX发射到轨道上，以庆祝先驱者10号探测器发射50周年。利用3D打印技术，这些公司发现他们能够将卫星支架的质量减少50%以上，同时也大大降低了成本和交货时间。

NuSpace公司的首席执行官兼联合创始人Ng Zhen Ning解释说："最初提出的设计是由片状材料制成的。这可能花费高达4000至5000美元，并且需要至少三周的漫长交货期才能将机器制造的部件送到我们手中，而3D打印部件只需要两到三天。"

△宙斯一号卫星的在轨效果图。图片来自Qosmosys。

Creatz3D：不仅仅是一个经销商

乍一看，Creatz3D 似乎与其他新加坡 3D 打印经销商和服务提供商（例如ZELTA 3D或3D Print Singapore ）一样，只是提供一些类似的产品，例如：主流的聚合物、金属和陶瓷3D打印机，以及3D打印软件包和后处理系统，但它也为那些有高要求的使用案例提供定制服务。

自2012年成立以来，Creatz3D已经与150多个商业伙伴和研究机构合作。这使得该公司在工业级3D打印项目中积累了大量的经验，去年它利用这些知识帮助Qosmosys公司开发了一种能够在寒冷的太空真空中工作的NASA定制产品。

△在NuSpace的办公室里安装的3D打印测试容器。照片来自Creatz3D

向航天创新致敬

Godspeed 项目由按需轨道发射公司 Qosmosys 发起，旨在庆祝先驱者 10 号的发射，这是 1972 年 NASA 完成首次木星任务的探测器。然而，虽然Qosmosys已经决定在卫星测试容器中装满纪念先锋号发射的艺术品，但他们最初并不清楚如何才能最好地实现这一点。

传统上，数控加工或金属板成型将被用于创建一个铝制外壳，但考虑到重复此类部件将涉及折叠和锯切，Qosmosys公司认为这是无效的。另一个需要考虑的问题是 "排气"，这是一个在太空中运行的压力导致齿轮释放出气体的问题，这种气体会被困住并损坏附近的部件。

为了解决这些问题，Qosmosys与Creatz3D和NuSpace合作，用Antero 800NA开发了一个外壳，这是一种Stratasys材料，具有高耐化学性和低排气性。打印完成后测试容器必须足够小，以容纳在Zeus-1卫星支架内。为了确保这一点，Creatz3D说它调整了NuSpace公司提供的CAD模型的壁厚，从而制造了一个 "像手和手套一样 "的部件。

通过3D打印的测试容器重量为362克，据说比传统的6061铝制造的800克的重量要轻得多。总的来说，美国宇航局称每发射一个有效载荷的成本为1万美元，该团队说他们的方法也有助于使宙斯一号在其他方面更具成本效益。

宙斯一号于2022年12月18日从佛罗里达州卡纳维拉尔角搭乘SpaceX公司的火箭完成发射。

△NuSpace团队与最终的3D打印卫星外壳。照片来自Creatz3D

卫星3D打印的不断进步

如今，航空航天3D打印已经达到了如此先进的阶段，该技术不仅被部署在卫星配件的生产中，还被部署在飞船本身的创造中。2022年7月， 3D Systems公司宣布已与Fleet Space公司签订3D打印射频贴片天线的合同，以用于其阿尔法卫星。

去年，波音公司还公布了一个新的高通量小型卫星3D打印设施。这个综合设施在2022年底投入使用，据说将部署该技术以加速卫星生产并制造整条太空巴士。

虽然严格意义上讲不是卫星本身，但Alba Orbital的3D打印PocketQube发射器经常被用来将这类设备推进轨道。Alba Orbital的低成本AlbaPod部署器完全由CRP Technology的Windform XT 2.0复合材料制造，在2022年期间被用来发射几个微型卫星。