Инженеры Томского политехнического университета завершили разработку первого российского 3D-принтера для печати в условиях невесомости. Работа выполнялась по заказу Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королева» (РКК «Энергия»; входит в состав Госкорпорации «Роскосмос») совместно со специалистами корпорации и Томского государственного университета.

Два летных образца принтера переданы заказчику. По информации «Роскосмоса», один из них будет отправлен на Международную космическую станцию (МКС) уже в июне 2022 года. С его помощью российские космонавты смогут делать детали, необходимые для работы с оборудованием станции. Второй образец останется на Земле.

Разработка принтера со всеми необходимыми этапами заняла чуть больше трех лет. Перед специалистами Томского политеха стояла задача сделать аппарат, который позволит оперативно и непосредственно на станции создавать нужные космонавтам небольшие детали, чтобы их не пришлось доставлять с Земли.

Главный научный и инженерный вызов заключался в том, что 3D-печать в невесомости отличается от земных условий. При печати на Земле гравитация вносит существенный вклад в «склеивание» слоев при послойном формировании детали. Отсутствие гравитации требует изменений и в технологии, и в конструкции принтера.

На инженерах Томского политеха была полностью конструкция принтера, электронную «начинку» разработали ученые Томского государственного университета.

3D-принтер — это аппарат размером с небольшой аналоговый телевизор. Это блочно-модульная конструкция, все компоненты которой собраны в одном корпусе. По заданной 3D-модели принтер послойно печатает нужный объект из термопластичных полимеров. Детали, изготовленные таким образом, получаются очень прочными, но при этом легкими.

«За этой работой стоит труд большого коллектива исследователей и инженеров Томского политеха. Это была нетривиальная задача — создать надежное легкое устройство, работающее в условиях, очень отличающихся от земных», — говорит и.о. ректора ТПУ Дмитрий Седнев.

«Разработанное учеными и инженерами ТГУ ПО для первого российского космического 3D-принтера позволит участникам космических экспедиций выйти на новый уровень выполнения задач в космосе — с использованием аддитивных технологий», — отметил ректор ТГУ Эдуард Галажинский.

Рабочая камера принтера, в которой непосредственно происходит процесс печати, полностью герметичная. Она оснащена системами терморегулирования, вентиляции, циркуляции и очистки воздуха. Это важно для удаления продуктов термического разложения пластика из атмосферы рабочей камеры и обеспечения безопасности экипажа станции. В обычных принтерах такие элементы не предусмотрены.

«На самой разработке участие томских политехников в проекте не закончится. В будущем мы планируем участвовать в обучении космонавтов 3D-печати, работе с устройством. А когда эксперимент будет проходить непосредственно на борту МКС, планируется, что политехники будут участвовать в обработке результатов», — отмечает Дмитрий Седнев.