3DプリントソリューションのリーディングプロバイダーであるStratasys (Nasdaq: SSYS)は本日、国際宇宙ステーション(ISS)で使用される認証済み3Dプリント部品の製造に、同社の工業用グレードのFDM 3Dプリント技術が使用されていることを明らかにしました。イタリア宇宙庁（ASI）とロシア宇宙機関「Roscosmos」との間のアドホックな二国間協定の一環として、イタリア政府の研究センターである国立核物理学研究所（INFN）は、Stratasys Fortus 450mc FDM 3Dプリンタを使用して、イタリア宇宙庁の調整の下で実現された、現在国際宇宙ステーション（ISS）に設置されている世界初の宇宙用紫外線望遠鏡の機械構造全体を製造しました。
ISSからの地上および宇宙の紫外線放射を研究するために設計された「Mini-EUSO」(Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory)と名付けられたこの望遠鏡は、最近ソユーズロケットに乗って宇宙に打ち上げられ、ISSのロシアのズヴェズダモジュールの地球に面した窓に設置されました。
"約90分の軌道で、Mini-EUSOは、夜間地球からの紫外線放射、過渡的な発光現象、流星、スペースデブリなどを含む、視界内のすべての宇宙・大気物体やイベントを記録します」と、INFN研究所の主任研究員であり、INFN EUSO SPB2イタリア共同研究のカントリーマネージャーであるMarco Ricci氏は説明します。"最終的な科学的目標は、紫外域(300-400nm)の地球の高解像度マップを作成することであり、これは宇宙線の研究を大きく前進させるだけでなく、将来の宇宙ミッションのための重要な実験にもなると期待されています"
"Mini-EUSOの機械構造の生産全体を通してStratasys FDM 3Dプリントを使用することで、プロジェクト全体のコストを10分の1に削減し、開発時間を約1年短縮することができました。これは、3Dプリントでは期待していなかったと言わざるを得ない、信じられないような成果です」と彼は言います。
Mini-EUSOの機械構造を製作するには、いくつかの課題がありました。特に、チームは、航空宇宙産業やISSの厳しい認証要件を満たすだけでなく、ロケット打ち上げ時の機械的ストレスや振動にも耐えられる材料を必要としていました。
"私たちは、材料認証を満たしながら期待される性能を達成するために、さまざまな方法を模索しました。航空宇宙産業で最も一般的な素材の一つであるアルミニウムで完全な試作品を作ったこともありました。しかし、その結果は期待とはかけ離れたものでした。構造体が重すぎて、内部の電流を流すために必要な絶縁性がありませんでした」と、ローマのフラスカティ研究所INFNの機械設計・建設部門の責任者であるTommaso Napolitano氏は説明しています。
"その結果、Fortus 450mc 3Dプリンタに目を向けたところ、ULTEM™ 9085樹脂が完璧な代替案を提供してくれることがわかりました。ULTEM™ 9085樹脂は耐久性に優れているだけでなく、軽量です。さらに重要なのは、高い耐薬品性と耐熱性だけでなく、優れた断熱性も備えているということです。この材料でMini-EUSO構造を印刷する能力がなければ、ISSの安全性と重量の制限を満たすことはできなかったでしょう。
ミニEUSOプロジェクトは、ASIのコーディネートと資金提供により、フランス、ドイツ、イタリア、日本、ポーランド、ロシア、スロバキア、スウェーデン、スイス、米国を含むより広い国際的なプログラムであるJEM EUSO共同実験ミッション-極大宇宙宇宙観測所によって開発されました。この取り組みは、宇宙からの超高エネルギー宇宙線の起源と性質を探ることを目的としており、3DプリントされたMini-EUSO望遠鏡は、今後3年間、国際宇宙ステーションに滞在することになります。
"Mini-EUSOで記録された最初のデータを分析しているところですが、結果は非常に有望です。研究者としては、このプロジェクトがどのように実行されたかを非常に誇りに思いますし、その成果にとても興奮しています。私にとって、3Dプリンティングが科学研究の将来の成功と技術進歩に大きく貢献できることは明らかです」とRicci氏は締めくくっています。
INFNは、原子核、素粒子、素粒子物理学の科学研究を促進、調整、実施することを任務とするイタリア政府の研究機関です。フラスカティ研究所(LNF)は、INFNの4つの国立研究センターの1つで、研究活動の一環としてイタリアの主要大学との共同研究も行っています。LNFでは、Stratasys社のFDM 3Dプリンタを数台導入しており、最新のものは、Stratasys社の現地パートナーであるCAD Manager社（Energy Groupの一部）からFortus 450mcを追加導入したものです。また、設計業務をさらに強化するために、ポリジェット3Dプリントを初めて導入しました。
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