Le logiciel Cornell permet l’impression 3D sur la station spatiale | Chronique de Cornell

Si l’exploration de l’espace lointain doit devenir une réalité, les humains devront être aussi autonomes que possible. Comme il ne sera pas pratique de commander des fournitures sur Terre, les astronautes devront fabriquer leurs propres composants pour les équipements et autres produits grâce à la fabrication additive, mieux connue sous le nom d’impression 3D.

Mais les défis pour la fabrication indépendante de la Terre sont aussi vastes que l’espace lui-même. L’absence de gravité, les différences d’échelles temporelles et spatiales et les changements radicaux de température pourraient tous entraver le processus, entraînant un gaspillage de matériaux et des pièces inutilisables.

Ces défis peuvent être surmontés grâce à un logiciel de modélisation créé dans le laboratoire de Derek Warner, professeur de génie civil et environnemental au College of Engineering, et testé avec succès à bord de la station spatiale internationale dans le cadre d’une collaboration entre Cornell, Hewlett Packard Enterprise (HPE ), la NASA et l’ISS US National Laboratory.

L’expérience, menée le 1er janvier, faisait partie d’un effort continu pour démontrer la fonctionnalité de l’ordinateur HPE Spaceborne-2, qui a été lancé dans l’espace en février 2021 et installé sur la station spatiale en tant que premier commercial, état de – un système informatique de pointe doté de capacités d’intelligence artificielle. Le nouvel ordinateur de pointe permet le traitement en temps réel de quantités massives de données dans l’espace, éliminant les problèmes de longue latence et l’attente associés au relais des données vers la Terre.

Au cours de la dernière année, les astronautes ont mené une série d’expériences gourmandes en données sur Spaceborne Computer-2, du traitement de l’imagerie médicale au séquençage de l’ADN. La fabrication additive était un candidat de choix pour les tests car elle est absolument essentielle pour ce que la NASA veut faire avec l’exploration de l’espace lointain et aller sur Mars, selon le doctorant Terrence Moran, qui a conçu le logiciel Cornell.

Mais même sur un sol terrestre solide, l’impression 3D peut être un processus instable plein d’essais et d’erreurs, même pour les experts qui ont des décennies d’expérience avec la technologie. Ces problèmes ne font que s’aggraver dans l’environnement impitoyable de l’espace. Après tout, la forme la plus courante d’impression 3D est la fusion sur lit de poudre, dans laquelle la poudre est déposée sur un substrat et collée ou fondue, ce qui nécessite la gravité. Mais il y a aussi des ratés réguliers avec le processus lui-même.

Disons que vous êtes dans l’espace et que vous avez besoin d’un rôle, a déclaré Warner. Si vous deviez simplement dessiner la pièce ou télécharger un fichier CAO sur votre imprimante 3D et appuyer sur l’impression, cela ne fonctionnera probablement pas, simplement parce que l’impression 3D n’est pas à ce niveau de maturité. Vous auriez besoin d’ajuster le processus d’impression et les paramètres, afin qu’il soit réussi et que vous ne gaspilliez pas votre matériel.

Le Cornell Fracture Group, dirigé par Warner, est spécialisé dans la recherche scientifique et technique pour mieux comprendre et prévoir la déformation et la défaillance des structures. Grâce à cette expertise, Moran a développé un logiciel de modélisation capable de simuler le déroulement du processus d’impression 3D pour un composant souhaité et si le résultat sera de haute ou de mauvaise qualité.

Auparavant, cela était irréalisable sur le plan informatique en raison des écarts dans les échelles temporelles et spatiales et des gradients thermiques élevés, a déclaré Moran. Nous avons donc développé le logiciel avec un modèle basé sur la physique, l’avons rendu portable et l’avons téléchargé sur l’ISS. Il a été exécuté avec succès et les résultats étaient cohérents avec les résultats obtenus lors de nos recherches. Le timing et tout étaient les mêmes.

Essentiellement, la modélisation est une forme d’impression virtuelle, qui promet d’économiser du temps, du matériel et, en combinaison avec Spaceborne Computer-2, de la bande passante numérique. Non seulement le logiciel bénéficiera à l’ingénierie de l’espace lointain ; cela pourrait être un atout beaucoup plus près de chez vous.

L’un des attraits de l’impression 3D est que vous pouvez fabriquer localement, a déclaré Warner. Donc, la chose intéressante à ce sujet est que, bien que l’espace puisse être l’environnement le plus extrême, pour les militaires ou sur les plates-formes pétrolières ou d’autres endroits, il sera également nécessaire de faire la même chose. Cela démontre que c’est possible.