Nieuwe ‘ruimte-stof’ combineert fashion en engineering

NASA is in de wereld van textiel gestapt. Een team engineers, onder leiding van Raul Polit Casillas, heeft prototypes ontwikkeld van stukjes metalen ‘ruimte-stof’ gecreëerd met 3D-printen waarbij de functionaliteiten al zijn mee geprint.

Raul Polit Casillas groeide op tussen de stoffen. Zijn moeder is een modeontwerper in Spanje en al op jonge leeftijd was hij geïntrigeerd door hoe materialen gebruikt worden in bepaalde ontwerpen.
Nu, als systeem engineer bij NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, houdt hij zich nog steeds bezig met textiel. Hij en zijn collega’s ontwerpen geavanceerde geweven metalen stoffen voor toepassingen in de ruimte.

Bruikbaar

Deze stoffen kunnen in potentie heel bruikbaar zijn voor grote antennes en andere apparaten omdat het materiaal vouwbaar is en de vorm snel aangepast kan worden. De stoffen zouden op termijn ook gebruikt kunnen worden om een ruimtevaartuig te beschermen tegen meteorieten, voor astronautuniformen of voor het verzamelen van objecten vanaf het oppervlak van andere planeten. Het materiaal kan ruimtevaartuigen bovendien isoleren bij het betreden van ijzige manen en planeten. Ook kan het als voetzool dienen voor astronauten die landen op deze koude plekken, zonder dat het ijs onder hun voeten smelt. 

De prototypes die Polit Casillas en zijn collega’s hebben gecreëerd zien er op het eerste oog uit als een combinatie tussen een schakelketting en kleine metalen tegeltjes. De stoffen zijn in zijn geheel 3D geprint. 
“Wij noemen het 4D-printen omdat we zowel de gewenste geometrie als de functies  in het materiaal kunnen printen”, aldus Polit Casillas. “Als 20-eeuwse productie gedreven werd door massaproductie, dan is dit de massaproductie van functies.”

Functies 

De ‘ruimte-stoffen’ hebben vier essentiële functies: reflectie, passieve hitte-controle, vouwbaarheid en trekkracht. Een kant van de stof reflecteert licht en warmte, terwijl de andere kant het licht absorbeert en zo optreedt als thermische controleur. Het kan zich op verschillende manieren vouwen en zich aanpassen aan vormen en tegelijkertijd in staat zijn de trekkracht te dragen. 

Polit Casillas’ uiteindelijke doel is om de technologie zo te krijgen dat astronauten ook in de ruimte kunnen printen en oude materialen opnieuw kunnen gebruiken. 
Het is echter ook belangrijk om na te denken over nieuwe vormen. Als je een enkele plaat van aluminium, print, is de functie beperkt. Maar als je dezelfde plaat print door het gebruik van warmtestraling is het ineens veel bruikbaarder. “Ik kan nieuwe functionaliteiten in het materiaal dat ik print programmeren”, let Polit Casillas uit. “Dat vermindert ook de tijd die je normaal kwijt bent aan het integreren en testen. Je kan net zoveel materiaal printen, testen en weer vernietigen als je wil.”

Deze manier van ontwerpen kan de productie van ruimtevaartuigen behoorlijk revolutioneren. In plaats van iets met tientallen verschillende onderdelen te moeten assembleren, kan het nu in één keer, met toegevoegde functionaliteiten.

Door: Kelly Bakker

Bron foto’s: NASA Jet Propulsion Laboratory