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外形酷似蜘蛛,这是有史以来最复杂的创成式设计的着陆器

时间:2018-12-30 22:56 来源:3D科学谷 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

        为地球设计复杂的机械设备是一项挑战,而将它射入太空并且实现着陆完全是另一回事。这就是为什么Autodesk-欧特克为NASA喷气推进实验室设计的太空着陆器的特殊意义,这是有史以来最复杂的创成式设计的着陆器。

外形酷似蜘蛛,这是有史以来最复杂的创成式设计的着陆器

block 三种制造技术的结合

     太空登陆器对NASA尤其重要,NASA现在已经着眼于到达到土星和木星的卫星,对于NASA来说,空间着陆器越轻越好,因为这意味着可以节约负载能力以塞进更多的科学仪器。

      软件公司Autodesk-欧特克和美国宇航局(NASA)喷气推进实验室的工程师们设计出了一种全新的星际着陆器,未来预计将对木卫二和土卫二等遥远的卫星进行探索。它的重量大大小于美国宇航局送往其它行星和卫星的大多数着陆器。

      欧特克公司公布的这个全新的着陆器设计,外形酷似一只蜘蛛。通过欧特克的创成式设计软件,这个设计方法运用的是大自然的进化结果的防生学计算公式。设计师和工程师们只需要将设计目标、材料、制造材料和成本限制等数据输入到设计软件中,设计软件就能够快速生成多种设计结果作为选项。

外形酷似蜘蛛,这是有史以来最复杂的创成式设计的着陆器

        这个太空登陆器的设计初衷是创造最轻的结构,但它仍然必须承受被射入太空的压力,冰冻的温度,辐射水平是地球的1000倍,以及还需要考虑结构降落在行星(如火星)时的重力和侧向力。3D科学谷了解到欧特克和喷气推进实验室的研究人员将着陆器在深太空可能遭受的温度和压力等数据输入到设计软件中,软件根据数学算法生成了数种不同的设计结果。

外形酷似蜘蛛,这是有史以来最复杂的创成式设计的着陆器

       这种着陆器拥有四条腿,它的身体看起来就像是科幻电影的一种道具。研究团队在打造这款着陆器时使用了3D打印、数控加工和铸造三种技术。目前NASA与欧特克公司合作设计的这款着陆器主要是以实验为目的。在太空旅行中,承受太空恶劣环境的最佳材料就是钛和铝,但是这些材料也有点重。而随着着陆器重量的增加,发射的困难和成本也会随之增长。因此降低重量能够减少卫星探索任务的总成本和复杂性。

       经过一个半月的完善,最终研究团队获得了这个酷似蜘蛛的概念设计。它由三个主要部分构成:第一部分是结构部分。它是由3D打印铝材料而成,其中将安放研究仪器;第二部分就是为其提供结构支撑的底盘,这一部分是通过铸造铝材料而完成的;第三部分是铣削加工制造的铝质腿。整个着陆器的宽度约2.3米,高约0.9米。

      据欧特克公司称,这款着陆器的重量与喷气推进实验室的其它着陆器设计相比降低了35%。它的重量大约为176磅(79.8千克),远低于NASA最新的洞察力号火星着陆器约770磅(约349公斤)的重量。

      在设计过程中,欧特克的创成设计算法评估了不同的材料,如铝和钛,以及制造工艺,以获得最理想的结构。通过机器算法寻找到了一种最佳解决方案。最终的原型由铝和铝合金制成,具有细长的腿和一个类似于网状的通风底盘。整个设计过程中证明了创成式设计软件在设计极其复杂的结构方面具有强大的功能。

       据悉,就在2018年12月初,NASA还与9家公司签订合同,以合作设计和建造月球着陆器,将NASA的科学有效载荷送到月球表面。这9家公司是宇宙机器人技术公司(Astrobotic Technology)、深空系统公司(Deep Space Systems)、德雷珀公司(Draper)、萤火虫航天公司(Firefly Aerospace)、直觉机器公司(Intuitive Machines)、洛克希德·马丁太空公司、马斯滕空间系统公司(Masten Space Systems)、月球快车公司(Moon Express)和超越轨道(Orbit Beyond)公司。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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