FiberFlex 40D: Opony łazika marsjańskiego
Pojawienie się elastycznych filamentów na rynku materiałów do druku 3D w znacznym stopniu rozszerzyło możliwości wykorzystania tworzyw sztucznych. Powstawały już drukowane uszczelki, protezy czy przeróżne elementy łączeniowe. Przykładem może być też projekt opony, stworzony przez młodych inżynierów, należących do organizacji AGH SPACE SYSTEMS. To właśnie oni udowodnili, że Fiberflex 40D może znaleźć zastosowanie nie tylko na naszej planecie. Jak to możliwe? Przeczytajcie sami.
Historia zaczęła się od zgłoszenia do konkursu. Studenci AGH, fani przestrzeni kosmicznej, zdecydowali się wziąć udział w zawodach łazików marsjańskich University Rover Challenge, organizowanych przez NASA w Utah oraz European Rover Challenge, odbywającego się w Rzeszowie. Warto zaznaczyć, że młodzi inżynierowie już wcześniej brali udział w podobnych rozgrywkach. Dzięki temu byli dobrze przygotowani do spełnienia szczegółowych wymagań konkursowych. Mogli też liczyć na wsparcie merytoryczne w zakresie druku 3D i projektowania generatywnego ze strony firmy Crystal Cave.
Projekt stworzenia takiego pojazdu wymagał pogłębionej analizy warunków panujących na Marsie. Według głównych twórców – Andrzeja Zakręckiego i Bartłomieja Gaczorka – to najważniejsza część całego procesu, która pozwala sformułować główne założenia. Wszystkie zgromadzone wnioski były brane po uwagę podczas dalszych etapów tworzenia łazika. Główne czynniki, jakie zostały wzięte pod uwagę to: warunki atmosferyczne, występujące duże amplitudy temperatury, struktura podłoża. Wszystkie z nich mogły mieć wpływ na funkcjonalność podjazdu, a przede wszystkim jego kół.
Projekt łazika marsjańskiego | Autorzy: Andrzej Zakręcki, Bartłomiej Gaczorek
Projekt koła łazika | Autorzy: Andrzej Zakręcki, Bartłomiej Gaczorek
Technologia druku 3D oraz filament Fiberflex 40D okazały się być w tym przypadku najlepszym rozwiązaniem. Głównie dzięki możliwości stworzenia dedykowanej wersji opony, o odpowiednich właściwościach fizycznych. Zebrane uwagi posłużyły do określenia dalszych wymagań dla poszczególnych części. Opona musiała mieć odpowiednią wagę, wytrzymałość i twardość. Co więcej, należało też dostosować szerokość bieżnika oraz jego kształt. Miało to zapewnić lepszą przyczepność do nierównomiernego podłoża.
W związku z dużą zmiennością temperatur na Marsie i związaną z tym rozszerzalnością i zwężalnością materiałów, potrzebne było również znalezienie takiego tworzywa, które będzie odporne na występowanie takiego zjawiska. By chronić układ napędowy przez czynnikami zewnętrznymi, zdecydowano się natomiast na ukrycie go wewnątrz koła.
Opona wydrukowana z filamentu Fiberflex 40D
Technologia druku 3D umożliwiła młodym twórcom dostosowanie kształtu, twardości i sztywności opony. Przemyślany projekt pozwolił także na przeniesienie układu napędowego do wewnętrznej części koła, zwiększając tym samym ochronę tego elementu. Takie rozwiązanie nie byłoby możliwe w przypadku zakupu standardowej opony.
Do wyboru Fiberflex 40D projektantów skłoniły jego własności. Nasz gumopodobny materiał umożliwił stworzenie opony o lepszej przyczepności do podłoża. Ważna była też odporność materiału na zmiany temperatur – od -40°C do 70°C.
Po wielu testach i udoskonaleniach projektu twórcy łazika osiągnęli oczekiwane rezultaty. Potwierdzili również, że wykorzystanie druku 3D i materiału Fiberflex 40D było najlepszą możliwą kombinacją, która pozwoliła im zaoszczędzić nie tylko czas, ale i pieniądze.
