NASA聯手Xometry擇冪科技打造國際空間站快速追蹤關鍵生命支持系統

在太空中生活需要些什麼？可回收能源系統

在國際空間站，關鍵資源保存在閉環系統中，這些系統可以補充氧氣、水等資源，供NASA宇航員在距離地球350km的太空中生存。

閉環系統的設計、製造與維護由NASA的「環境控制與生命保障系統」（ECLSS）團隊負責。近來，阿拉巴馬州亨茨維爾馬歇爾航空飛行中心的ECLSS工程師們正在進行一項空氣淨化裝置的項目，該空氣淨化裝置能夠透過乾燥劑（吸收空氣中水分）及分子篩（捕集二氧化碳分子並將其排出空間站）來淨化空氣中的二氧化碳。該系統稱為「四床二氧化碳洗滌器」（4BCO2）系統。

挑戰：以創紀錄速度建造超大型飛行部件

過去的兩年間，4BCO2系統採用柱床硬體多部件設計的方法取得了進展。設計要求將所有部件焊接起來。由於製造程序從系統的基礎性部件柱床開始，為此ECLSS工程師們遇到了一個問題。由於焊接認證程序耗時較長，所以焊接操作（NASA內部製造能力的更好方法）可能會出現延遲，對團隊能否按期執行硬體交貨計劃造成嚴重影響。

由於有可能影響交貨計劃，ECLSS團隊決定放棄焊接設計及相關焊接認證程序並尋求其他設計方案。透過縮小柱床尺寸對部件進行重新設計有可能危害系統的使用性能，所以不在備選方案之列。團隊決定選擇一體式桶型設計。這一決定需要將製造轉包出去以便能夠優先維持交貨計劃。4BCO2團隊在NASA工程師Jimmy Hill的帶領下，聯繫Xometry擇冪科技，確定公司是否能夠完成這一高度定製的工作。

「Xometry供應商管理團隊幫助我們節省時間與成本，使得部件既快捷又便宜，這樣我們就可以改變我們的工作與設計方式。」

Jimmy Hill，
NASA馬歇爾航空飛行中心首席機械設計工程師

高度定製的CNC加工方案

Hill和Xometry專業客戶代表就項目要求及時間表進行對話，並且重點強調項目目前已經滯後於計劃。Hill提出需要四週的時間來周轉，期間要在Xometry擇冪科技的ITAR認證網絡中找到一家專業的大幅面CNC加工廠。

四週的周轉期限內，Xometry擇冪科技獲得了稀有的、經特別熱處理的柱體鋁板錠並找到一家製造夥伴來製作12”X16”直徑的部件。按照航空航天標準對部件進行謹慎加工，包括緊密度公差0.005”以及精確度GD&T。壓力容器的關鍵密封面設計有環形溝槽、貼緊部件、張緊邊、位置控制公差以及高度精確的螺紋通孔。

「我們要求很多，但Xometry擇冪科技完成得非常好。你們的CNC加工服務挽救了大局。」

Jimmy Hill，
NASA馬歇爾航空飛行中心首席機械設計工程師

Xometry擇冪科技製造改變了NASA的部件開發方式

在Xometry按需製造服務的幫助下，2021年發射NG-15期間，由NASA ECLSS團隊開發的空氣淨化裝置登上Cygnus號火箭正式投入使用。Xometry擇冪科技總包服務將原本的三個月內部生產計劃縮短為一個月，避免了延遲帶來的多米諾效應。

Hill稱Xometry擇冪科技的市場精準定價與供應商管理幫助NASA節省內部製造成本三到四倍。由於節省了大量成本，團隊的開發方法可以由線性原型設計轉變為更加精簡的平行原型設計方法，將大大縮短項目的交貨期限。

Hill說道：「一般情況下，我們會有很多內部文書工作支出及人員成本，但是Xometry擇冪科技的節省型供應商管理方法幫助我們節省了大量時間及成本。Xometry擇冪科技具有我們所不具備的能力，由於其快捷又便宜，我們當然不會介意一次性支付兩到三個版本【相當於飛行】。這樣能夠幫助我們贏得時間。」

隨著空氣淨化裝置及其他各項工作的成功，美國10家機構的NASA團隊堅信Xometry擇冪科技有能力承擔各種類型加工件、鈑金或3D列印件的任務關鍵型工作。

「Xometry擇冪科技具有出色的靈活性、速度與品質，現在我們的所有項目都希望採用Xometry擇冪科技的高成本效益型生命支持系統航空飛行硬體。」

David Jones，
馬歇爾航空飛行中心ECLSS整合與開發主管