创想智造3D打印手板模型加工

标题: 3D打印让宇航员在太空站也能享受芳香的咖啡 [打印本页]

作者: 创客 时间: 2014-12-1 09:56
标题: 3D打印让宇航员在太空站也能享受芳香的咖啡
在无重力的外太空，本来在地球上很多简单的事情变得大不相同。2012年的时候，有一名意大利宇航员返回地球，哀叹国际空间站上的生活质量之差。目前，这个问题终于有望得到改善：宇航员们终于可以在国际空间站上享用一杯咖啡了。研究人员设计了一个3D打印的特殊杯子来作为刻在空间站上使用的咖啡杯。

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由都灵的咖啡专家与意大利Lavazza公司和Argotec公司共同开发的世界上第一个零重力并经过认证的意大利咖啡壶——ISSpresso。意大利首位女航天员SamanthaCristoforetti将于本周将它带到空间站上。

要知道，在地球上做咖啡是一件相对简单的事，而在零重力的环境中则需要一台特殊的机器来干。ISSpresso的主要原理是将袋装水加压加热到最适宜咖啡的温度，然后与胶囊形式的咖啡在另外一个袋子里混合，形成可饮用的咖啡饮料。

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但是另外一个问题来了，咖啡上的浮沫如何实现？世界各地的咖啡师都会告诉您，没有泡沫就不算一杯完整的咖啡。

通常情况下，重心是“泡沫”形成的关键。该泡沫是由一种复杂的低密度胶体油组成的，它由于重力的作用升到咖啡的表面。但是，如果没有重力的话该怎么办？幸运的是美国波特兰州立大学专门从事热和流体科学的MarkWeislogel教授开发出了一种解决方案。

他解释说，泡沫的形状和香味在饮用咖啡的整个体验中发挥了关键作用。而在低重力环境中这些是不可能出现的。但是可以有一种替代的方式让宇航员在飞船中享受咖啡，这种选择就是3D打印的咖啡太空杯。

Weislogel教授接着解释说，杯子的形状可以经过特殊的设计从而影响液体的流动模式，即使没有任何引力。起到主要作用的将会是表面张力和浸润的被动力，这两种力可以在没有运动部件的情况下引起液体流动。根据这一原理设计的特殊形状的容器可以被动地推动液体流动。“它的形状就是一种“智能”部件，形成了一个流体控制系统，而且不需要泵或离心力去推动”。虽然对于水基饮料而言这是非常具有挑战性的，但咖啡是相当油性的饮料，因此，这些技术可以很容易地发挥作用。

于是，利用3D打印技术和数学，Weislogel教授和他的同事开发了一种形状古怪的杯子，它模仿了在地球上“泡沫”的形成过程。经过在各种模拟失重的环境中的测试证明，这种咖啡杯能够在低重力环境，如国际空间站，中发挥作用。

但是，据天工社了解，未来这种技术可能不仅仅是用来制造太空咖啡杯那么简单了，它在空间站上还有更加广范的应用。Weislogel解释说，“我们正在努力利用我们的新方法重新评估太空站上的所有流体系统，包括冷却系统、燃油箱、水处理设备、生命支持系统、植物和动物的栖息地、医用液体、食品等。”而要实现这一切，3D打印技术无疑要在其中起到关键作用。

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