Il primo grande problema specifico dello spazio è in realtà la qualità dell'aria. Non puoi semplicemente aprire una finestra per far uscire l'odore di ABS fuso dall'ISS!
Le stampanti FFF emettono fumi e nanoparticelle. In una stazione spaziale, la stessa aria viene riciclata più e più volte e i sistemi di purificazione dell'aria hanno una serie specifica di contaminanti per cui sono ottimizzati, nonché una capacità di progettazione per il ricambio d'aria e i tassi di rimozione delle sostanze chimiche che non saranno regolati solo perché qualcuno sta stampando un cricchetto spaziale oggi. La protezione della qualità dell'aria nella cabina è un fattore di progettazione enorme per qualsiasi esperimento che vada nello spazio.
Gli esperimenti di stampa Made in Space fino ad oggi sulla ISS sono stati condotti in una delle camere degli esperimenti del vuoto, in modo che eventuali fumi non filtrati (o riacutizzazioni del fuoco) possano essere scaricati direttamente nello spazio, se necessario. A lungo termine, questo non funzionerà: altri esperimenti potrebbero aver bisogno della camera a vuoto o le stampanti "di produzione" potrebbero essere troppo grandi per adattarsi. Pertanto, la stampante deve disporre di un proprio sistema di purificazione dell'aria interno.
Un altro vincolo progettuale MAJOR è la sopravvivenza del lancio. I carichi utili del razzo devono essere progettati per forze g estreme senza 1) danno o 2) spostamento interno significativo della massa che influirebbe sul baricentro del carico utile.
Anche qui il peso totale del carico utile è abbastanza importante: sollevare la massa nell'orbita terrestre bassa è costoso.
Sorprendentemente, l'ambiente di microgravità in sé non è un grosso problema. La plastica fusa è molto viscosa e praticamente rimane dove la metti abbastanza a lungo per solidificarsi, purché si attacchi a qualcosa. Ma vengono in mente due impatti.
- Innanzitutto, una bobina di filamento non protetta proverà a svolgersi da sola. La gravità non fornirà l'attrito di contatto su cui di solito facciamo affidamento per impedire alle bobine di nidificare. (Pensaci: una bobina strettamente avvolta è letteralmente una molla elicoidale gigante.)
- In secondo luogo, i flussi di calore sono diversi nella microgravità: non è possibile fare affidamento sulla convezione passiva per raffreddare la stampa o i motori. È necessario predisporre alloggi per un flusso d'aria forzato e un assorbimento di calore sufficienti su tutto ciò che richiede raffreddamento. E questo include la custodia stessa, poiché, come menzionato sopra, la camera di stampa deve essere sigillata ermeticamente per il controllo della qualità dell'aria.
Infine, l'affidabilità è fondamentale. Amazon non consegna all'ISS (ancora). Anche una singola vite spelata può mettere fuori servizio la stampante per mesi fino a quando una parte di ricambio può essere inserita in un prossimo lancio di forniture. Far incendiare la stampante perché qualcosa in corto sarebbe catastrofico.
Quindi, davvero, si tratta di rendere una stampante abbastanza robusta da farcela, funzionare in sicurezza e non rompersi mai. La stampa capovolta è banale in confronto.