Kosmos tədqiqatlarında 3D çap texnologiyası mühüm rol oynayır, çünki bu texnologiya həm müxtəlif obyektlər yaratmaqda, həm də yerli resurslardan istifadə etməkdə üstünlük təmin edir. Lakin kosmos resurslarının çap materialına daha çox daxil edilməsi ilə mexaniki xüsusiyyətlərdə dəyişikliklər baş verir. Bu xüsusilə dartılma və sıxılma gücündə problemlərə yol açır. Concordia Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən yayımlanan yeni bir məqalə Ay regolitinin (Ay səthindəki torpaq materialının) 3D çapda istifadə oluna bilən qarışıq materiala daxil edilməsi üzrə yeni bir mərhələni qeyd edir. Bu, yerli resurslardan daha çox istifadə etməklə kosmos tədqiqatlarında xərcləri azaltmağa imkan yaradır.

Araşdırmada Ay regolitini təqlid edən material (regolit simulantı) poli-eter-eter-keton (PEEK) adlı termoplastiklə qarışdırıldı. PEEK artıq 3D çapda geniş istifadə olunan materialdır, lakin əvvəlki cəhdlərdə regolitlə birləşdirilməsi zamanı çətinliklər yaranmışdı. Regolitin sərt hissəciklərdən ibarət olması ekstrüziya zamanı tozların yayılmasına və materialın çap zamanı məsaməli olmasına səbəb olurdu. Bu isə materialın dartılma gücünü azaldır və kövrəkliyini artırırdı.

Tədqiqatçılar bu problemləri həll etmək üçün çap üsulunda iki əsas texnoloji yeniliyə müraciət etdilər: vint konfiqurasiyası və çap yatağı ilə material arasında bağlayıcı rolunu oynayan "raft" adlanan ara qat. Concordia Universitetinin Elektrik Mühəndisliyi Departamentindən Məhəmməd Azaminin rəhbərlik etdiyi qrup, yeni bir "ikili vint" konfiqurasiyasından istifadə etdi. Əvvəllər regolitin yüksək miqdarda daxil edilməsi torkun artmasına və qarışığın maksimum 30% regolitdən ibarət olmasına səbəb olurdu. Yeni konfiqurasiya ilə regolit miqdarı 50%-ə qədər artırıldı.

Lakin çap olunan hissələrdə təbəqələr arasında ayrılma və əyilmə problemləri meydana çıxdı. Bu problemlər yalnız PEEK ilə çap edilən hissələrdə də müşahidə olunur, lakin regolitin əlavə edilməsi bu problemləri daha da gücləndirdi. Tədqiqatçılar bu problemi həll etmək üçün "raft" adlanan ara qat istifadə etdilər. Bu qat poli-eter-keton-keton (PEKK) adlı başqa bir termopolimerdən hazırlanıb və ikili nozzle sistemi ilə çap edilib. Bir nozzle PEKK, digəri isə regolit/PEEK qarışığını çap edirdi.

Daha yüksək regolit konsentrasiyasına nail olduqdan və ayrılma/əyilmə problemlərini aradan qaldırdıqdan sonra tədqiqatçılar çap nümunələrini "annealing" (istiliklə işləmə) prosesinə məruz qoydular. Bu proses bəzi mexaniki xüsusiyyətləri yaxşılaşdırdı, lakin yalnız müəyyən həddə qədər. Daha yüksək regolit konsentrasiyalarında bu faydalar azalırdı, çünki PEEK-in polimer zəncirlərində qırılmalar yaranırdı.

Araşdırma nəticəsində tədqiqatçılar yerli resurslardan maksimum istifadə etmək üçün ən yaxşı qarışığın 60% PEEK və 40% regolitdən ibarət olduğunu müəyyən etdilər. Bu qarışıq mexaniki xüsusiyyətlərin ciddi şəkildə zəifləməsinə yol açmadan yerli materialların istifadəsini təmin edir.

Tədqiqatçılar gələcəkdə regolitin fərqli polimerlərlə birləşdirilməsini və sınaqların Ay mühitinə bənzər şəraitdə (vakuum və azaldılmış cazibə qüvvəsində) aparılmasını planlaşdırır. Ayda 3D çap texnologiyasının geniş istifadəsinə hələ bir qədər vaxt var, lakin bu ilkin təcrübələr həmin günə doğru atılan mühüm addımlardır.