SpaceX Dragon飞船宇航员戴上3D打印头盔，简单却复杂

您可能已经注意到，在这次太空飞行中，两位宇航员穿着的宇航服看上去比我们过去的厚航天服更轻巧，更整洁。其中，宇航员戴的头盔是此次发射任务中除使用Falcon 9火箭和Dragon Spacecraft 2之外的另一种使用3D打印技术的设备。两位宇航员戴的几乎所有白色头盔都是通过3D打印技术制造的。 宇航员鲍勃·本肯（Bob Benken）和道格·赫利（Doug Hurley）穿着SpaceX太空服。定制，简单的功能集成。在此飞行任务中使用的SpaceX太空服套装采用一体式白色设计。 SpaceX创始人埃隆·马斯克（Elon Musk）透露，宇航员可以在此太空服的“真空室”中跳来跳去。宇航员赫利在5月1日的飞行前新闻发布会上说，宇航服在飞行前经过了严格的检查，例如泄漏及其通讯系统。

这套太空服，包括头盔，已经在2018年猎鹰重型火箭发射和2019年Dragon Spacecraft Experiment-1测试飞行期间在太空飞行中进行了测试。 SpaceX对宇航服的设计特征保密，但该公司强调，宇航服和宇航员用来监视Dragon航天器系统并导航到国际空间站的大型计算机面板是共生的。据NASA称，每套西装都是为宇航员量身定制的，旨在实现功能性，便携性并提供针对可能的电压降的保护。美国宇航局表示，宇航服中的头盔是使用3D打印技术定制的。该头盔具有一系列功能，包括内置的空气冷却，用于收缩和锁定遮阳板的机制以及麦克风。 SpaceX和NASA没有透露3D打印头盔的设计与制造技术。但是，根据3D科学谷的市场观察，在专业运动领域，防护头盔的增材制造应用已经在商业化的道路上。 3D科学谷已经对头盔制造中使用的典型3D打印技术，材料和设计进行了清点。通过这些技术，我们仍然可以感受到3D打印技术为防护头盔制造带来的创新。 

HP MJF 3D打印技术20多年来，自行车头盔的设计并未发生太大变化。它们由硬塑料外壳和聚苯乙烯泡沫衬里组成，为穿着者提供基本保护。但是3D打印技术为重塑运动安全产品（如自行车头盔）创造了机会。自行车头盔品牌Kupol充分利用了3D打印技术带给设计的自由度，并对头盔设计进行了革新，使头盔具有更好的安全性，透气性和舒适性。与传统的硬塑料外壳和聚苯乙烯泡沫内衬头盔不同，Kupol头盔的核心技术是“ Kollide安全系统”，该系统分为三层，其设计不同于传统的聚苯乙烯泡沫内衬头盔具有极大的颠覆性。中间层是3D KORE系统。该结构在受到冲击时会塌陷，从而吸收冲击力并起到安全保护的作用。 Kupol最初使用PA12材料和HP的MJF 3D打印设备制造了这种结构。 3D打印组件具有数百个微孔，形成了透气网，这使头盔具有良好的透气性。 印有巴斯夫新型TPU材料的Kupol头盔内部结构来源：HP巴斯夫开发了一种新型热塑性聚氨酯（TPU）ULTRASINT™。苦pol使用了新的TPU材料，该材料具有柔韧性和弹性，适合为骑自行车的人和其他运动专业人士制造安全舒适的头盔。 

Carbon数字光合作用3D打印技术Carbon提供数字光合作用（DLS）3D打印技术，通过3D打印点矩阵设计和各种弹性体材料“颠覆”当前的泡沫行业。 Carbon认为，其3D打印材料可以部分替代现有的泡沫市场，包括跑鞋的缓震底部和头盔的缓震材料。该技术已应用于阿迪达斯运动鞋中底的生产中。使用这项技术来开发运动员保护产品。 CCM正在通过3D打印技术开发下一代运动员保护产品。尽管当前的泡沫仍在舒适性和安全性方面发挥着作用，Carbon认为，其定制的3D打印结构将以其独特的优势市场取代某些泡沫。为此，碳可以说是软硬结合。除了使用它擅长的材料组合之外，使用Carbon的软件，用户还可以简单地输入零件的设计约束（例如重量和尺寸）以及所需的机械性能，就可以满足要求。晶格结构材料为其特定需要。可控的机械性能实现功能可用于当前依靠泡沫提供舒适感的应用程序（如软垫椅子或头枕），以及安全应用程序（如头盔）或运动应用程序（如运动器材或运动鞋）机会。就影响泡沫工业而言。 Carbon相信一切皆有可能。增材制造设计和3D打印，材料的有机集成EOS启动了Digital Foam™计划，降低了将3D打印弹性泡沫推向市场的难度，实现了CAD，材料，零件验证和增材制造（3D打印）等环节的有机集成。 

以EOS PA 1101材料定制的3D打印弹性泡沫自行车头盔使用了TPU或PEBA等极具弹性的聚合物材料，并且可以对每个体素（体积像素）的深度进行微调，以获得出色的舒适性和安全性和功能性。根据EOS的说法，Digital Foam可以解决许多变化的因素或客户可能遇到的问题，并将客户的想法迅速转变为实际产品。它为客户提供了通过3D打印快速生产防护头盔，个性化矫形器，高性能鞋类以及其他各种应用产品的捷径。 Digital Foam™项目中的3D打印弹性泡沫结构的设计源自nTopology的技术。通常用于缓冲部件（例如3D打印头盔，鞋垫，中底等）的增材制造格架结构具有重量轻和能量吸收的特性。但是，这种晶格结构的复杂性已经超出了传统CAD软件设计功能的原始范围。例如，当修改设计时，使用传统软件工具时，仅在节点，梁和连接器之间应用圆角或倒圆角所涉及的工作负载通常会变得“无边界”。这项低附加值的工作将延误工程流程，阻碍真正的创新，并扼杀3D打印应用程序公司保持竞争优势的能力。 

采用nTop平台设计的创新型自行车头盔nTopology的nTop平台提供了自动设计解决方案，例如自动舍入解决方案。通过启用nTop平台的高级计算方法，您可以输入舍入值（包括更大的舍入值），从而省去了设计计划者担心模型的失败。由于其在高级数学中的基础，在处理复杂的建模情况时，nTop平台在数据传输或迭代期间不容易出错或破坏模型。它满足了产品设计师的迫切需求，需要快速创新的设计迭代和优化，以及将设计数据准确地传输到用于制造此类产品的3D打印设备。