NASA支持3D打印太空传感器项目

NASA向佛罗里达州立大学（FSU）和农业机械大学（FAMU）批准了30万美元项目用于3D打印开发能够承受极端太空环境的传感器。对于太空任务至关重要，这些器件主要目的是促进监测系统的耐久性和精度。这个项目名称是“面向NASA的增材制造电子应用”，由两所大学联合开发，推进太空技术的限制。

一个多学科团队由化学剂生物工程教授带领开发了面向NASA不同空间任务的银基应变传感器。这些传感器对于监测飞船的完整性至关重要。它们能够测量应力条件材料拉伸和压缩量，确保飞船在执行任务期间重要部件保持安全及功能性。这些传感器能够通过导电银油墨实时精确传输变化，帮助预测和防止潜在的风险。

研究团队设计的传感器胜过传统的应变传感器，其采用3D打印技术耦合了激光退火方法。激光退火涉及采用聚焦激光来加热打印的银油墨，提高其电性能和机械性能而不融化它。根据研究人员测试，这种技术可以增强传感器的性能，实现器件具有高应变系数-传感器对测量应变的敏感度。这种灵敏度提高的传感器能够允许在应力应变变化的情况下探测更精确。

3D打印应变传感器

研究人员采用nScrypt公司的设备制备了该传感器，其能够打印在曲面上，对于太空应用而言是很重要的一项能力。

nScrypt设备应用在这个项目中对3D打印而言是一项很大的变革。由于其精度和灵活性，设备依靠Smartpump 系列的喷射头可以在曲面和非规则面上直接打印。其在2021年，这项能力对于在太空飞船零部件的非平面上可以制造传感器。

除了在太空应用外，nScrypt的技术具有改变不同工业直接在物体表面制造复杂电子方式的潜力。其可以促进在嵌入传感器的可穿戴方面的应用创新，医疗器件可以被定制以适应个人生理结构，甚至可以被应用于无人机和卫星器件。这个设备的快速操作和不同材料的兼容性能够使其成为加速产品研发和减少制造成本的强大工具。

像nScrypt大部分技术，其工作很快，能够处理很多不同的材料，意味着相比以前能够帮助新产品更快和更节省成本的方式开发。这也就是为什么研究人员指出其团队可以测试不同的新型墨水以及工艺参数，对于NASA下一代的传感器快速化增材制造其可能产生新的设计准则和更好的方法。

然而激光退火并不是新的，而对于3D打印电子器件采用它对于太空项目传感器设计方面而言则是一种创新的方法。这种结合的目的是来制造更敏感、更耐久的传感器，湿气能够更好适应于太空的严苛环境。

可以在nScrypt制造平台上运行的精度喷射打印头，材料挤出，微钻头、拾取和放置工具

作为NASA的科学任务理事会搭桥项目，这个项目的目的是促进NASA员工之间的多样性、公平、归属以及接入性，扩大美国科学与工程协会。这是NASA首次向新兴研究体拨款的一部分。总计370万美元，这些拨款覆盖了来自于11个来自NASA内部体而通常未被充分代表的研究实体，包括西班牙的服务机构、传统黑人大学、亚裔美国人和美洲原住民太平洋岛民服务机构和主要的本科学校。

此外，这些研究项目将这些实体与11个NASA中心连接起来，其影响将超过100个学生。对于FAMU和FSU，这些拨款涉及与位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心和位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的合作。地方的航空航天工程和研究人员在这个项目中也能够达成合作。

随着代理人通过搭桥项目积极推动而继续构建资源不足的机构之间的联系，其将会有意增加其公平接入NASA以发挥国内最好以及最聪明的天才——NASA高级顾问补充道。这种合作关系将会帮助NASA来发展出具有多样和有能力的人员进一步推动对于宇宙的理解。

特别强调的导师机制也是这个项目的一部分，增加研究能力和提供对于学生动手能力的培训。搭桥项目谈到这个目的是增进入NASA的机会，让学生进入研究院所或者科学机构。 进入这个项目的学生将会在学校花几个学期的时间直接与NASA的科学家工作。他们全年都有机会获得指导和人际关系网。

这个项目同样也将会通过解决探空探索发现中的关键问题来解决国家需求。它的成功也将会带来传感技术的进步，未来有机会可能产生新的专利以及企业。这对FAMU-FSU工程学院新成立的材料科学与工程系的发展也至关重要。