用于深空食品生產(chǎn)的一體式3D打印生物反應(yīng)器

NASA挑戰(zhàn)賽用于深空食品生產(chǎn)的一體化3D打印生物反應(yīng)器用于深空食品生產(chǎn)的3D打印生物反應(yīng)器旨在最大化功能，同時(shí)顯著簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。這種生物反應(yīng)器充分利用了添加劑制造(AM)的能力，針對(duì)空間制造進(jìn)行了優(yōu)化，減少了復(fù)雜的后處理和組裝需求。與需要復(fù)雜組裝多個(gè)離散組件的傳統(tǒng)生物反應(yīng)器不同，這種設(shè)計(jì)將大多數(shù)功能部件集成到單個(gè)、單片結(jié)構(gòu)中，同時(shí)確保生物反應(yīng)器的蓋子可以在打印后打開(kāi)和關(guān)閉。唯一不能打印在一起的兩個(gè)組件是用于密封的O形環(huán)和二氧化碳薄膜。帶可操作蓋子的一體式制造：生物反應(yīng)器可以作為一個(gè)單獨(dú)的單元進(jìn)行3D打印，帶有一個(gè)可自由打開(kāi)和關(guān)閉的集成但功能豐富的蓋子。這消除了宇航員在微重力環(huán)境中組裝多個(gè)部件的需要，簡(jiǎn)化了設(shè)置并降低了錯(cuò)位的風(fēng)險(xiǎn)。兩個(gè)魯爾鎖式進(jìn)氣口，允許營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水和氧氣的引入。最少的附加組件：唯一必要的外部組件包括密封O形環(huán)和允許受控二氧化碳交換的膜。這最大限度地減少了移動(dòng)部件的數(shù)量和潛在故障點(diǎn)，提高了深空條件下的可靠性。增強(qiáng)安全性：傳統(tǒng)的生物反應(yīng)堆通常需要多個(gè)緊固件、管道連接和密封機(jī)制，增加了泄漏或部件故障的可能性，這可能會(huì)對(duì)宇航員和航天器系統(tǒng)構(gòu)成危險(xiǎn)。通過(guò)減少裝配部件的數(shù)量，由于機(jī)械應(yīng)力或裝配不當(dāng)而導(dǎo)致的故障風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。針對(duì)太空3D打印進(jìn)行了優(yōu)化：生物反應(yīng)器的幾何形狀專為就地3D打印而設(shè)計(jì)，可在空間站或未來(lái)月球火星棲息地的添加劑制造設(shè)施中進(jìn)行打印。材料的選擇是為承受空間獨(dú)特的環(huán)境挑戰(zhàn)而量身定做的，例如輻射暴露和熱波動(dòng)。