飛機(jī)和航天器已成為我們生活中的重要組成部分，無論是旅行、衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、國家安全，還是其他眾多應(yīng)用，都離不開飛行器。值得一提的是，為防止中斷和其他危險(xiǎn)行為，這些飛行器必須能夠得到迅速、有效的維修，現(xiàn)在可能有一種新的方法可以做到這一點(diǎn)。SBORAEK項(xiàng)目目前正在尋求一種更好的方法，即通過使用3D打印Kevlar防護(hù)罩來修復(fù)航空航天結(jié)構(gòu)。SBORAEK是由馬耳他藝術(shù)、科學(xué)和技術(shù)學(xué)院（MCAST）航空航天工程高級(jí)講師萊昂納多-巴里拉羅博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)項(xiàng)目。此外，該項(xiàng)目還得到了馬耳他科技委員會(huì)的資助，并得到了馬耳他藝術(shù)、科學(xué)與技術(shù)學(xué)院工程與運(yùn)輸研究所（IET）、帕多瓦大學(xué)（意大利）CISAS 和 Skyup 學(xué)院（意大利）的合作支持。其目標(biāo)是制造防護(hù)罩，以便更快、更具成本效益地修理航天器和飛機(jī)。
采用連續(xù)復(fù)合擠壓3D打印技術(shù)制成的3D打印凱夫拉防護(hù)罩之一
3D打印Kevlar防護(hù)罩可改善航空航天維修
可以理解，飛機(jī)和航天器的結(jié)構(gòu)完整性對(duì)于安全至關(guān)重要。但這可能是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)，因?yàn)榭臻g碎片甚至微流星體都可能與這些飛行器相撞，造成嚴(yán)重?fù)p壞。根據(jù)歐空局的最新數(shù)據(jù)，目前有超過 40500 個(gè)大于 10 厘米的空間碎片，因此快速修復(fù)這些飛行器的能力非常重要。然而，現(xiàn)在的方法既耗時(shí)又昂貴，SBORAEK 的目標(biāo)就是改變這種狀況。該項(xiàng)目有三大目標(biāo)：開發(fā)一種方法來優(yōu)化這些防護(hù)罩的設(shè)計(jì)，以獲得優(yōu)異的彈道性能（例如在與碎片碰撞時(shí)）；利用3D打印的連續(xù)芳綸纖維（Kevlar）與其他材料相結(jié)合，開發(fā)定制的維修補(bǔ)丁，以增強(qiáng)功能；最終通過簡化維修流程來縮短MRO（維護(hù)、修理和大修）時(shí)間。顯而易見，3D打印技術(shù)是制造這些凱夫拉防護(hù)罩的核心。但它是如何工作的呢？就像B?rek糕點(diǎn)一樣，它是由一層層薄薄的片狀面團(tuán)制成的，其想法是使用連續(xù)復(fù)合3D打印來創(chuàng)建分層結(jié)構(gòu)，材料當(dāng)然是芳綸纖維。航空航天領(lǐng)域通常會(huì)選用芳綸纖維，因?yàn)樗鼈儾粌H重量輕，而且非常堅(jiān)固，在很多情況下可與金屬相媲美。
為該項(xiàng)目制作的不同3D打印Kevlar防護(hù)罩示例
由此產(chǎn)生的防護(hù)罩可視為維修補(bǔ)丁，可根據(jù)具體情況進(jìn)行定制。這種設(shè)計(jì)背后的原因是，它們可以通過現(xiàn)場(chǎng)維修最大限度地減少停機(jī)時(shí)間和維修成本，同時(shí)還能通過減少材料和重量實(shí)現(xiàn)定制化，提高整體可修復(fù)性，并在傳統(tǒng)航空領(lǐng)域之外找到應(yīng)用。該項(xiàng)目的高潮是最近對(duì)凱夫拉爾3D打印防護(hù)罩的測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試是與Thiot Ingenierie公司（法國）合作在超高速撞擊設(shè)施進(jìn)行的，該設(shè)施配備了輕氣炮。這是用來測(cè)試3D打印凱夫拉防護(hù)罩在受到高能量撞擊時(shí)的彈道性能，例如受到太空碎片甚至子彈的撞擊。目前，測(cè)試結(jié)果尚未公布。但不可否認(rèn)的是，如果他們?nèi)〉贸晒?，按?D打印這些防護(hù)罩的能力將允許更快的實(shí)施速度，更高的個(gè)性化程度，從而使從國際空間站到小型衛(wèi)星的維修過程更加高效。
