چاپ سه بعدی و فضا: پیشتازی ناسا

“قطعات چاپ شده با پرینتر های سه بعدی هم اکنون در حال چرخش به دور زمین، انتقال ماهواره‌ها به مدار و پرسه زدن در سطح سیارات دوردست هستند.
ببینید چگونه نوآوری‌های مورد حمایت ناسا باعث اتخاذ و نوآوری چاپ سه بعدی روی زمین می‌شوند.”

پرینت سه بعدی به عنوان یکی از روش‌های تولید، در طی دهه‌های گذشته بسیار پیشرفت کرده است. با اینکه برخی همچنان درمورد توانایی‌های این صنعت تردید دارند، ناسا –سازمان شناخته شده تحقیقات و اکتشافات فضایی جهان- با پرینترهای سه بعدی به ماه می‌رود. ناسا نه تنها از فناوری‌های موجود استقبال کرده (قطعات چاپ شده توسط پرینتر های سه بعدی هم اکنون در مریخ هستند) بلکه در تلاش است تا طراحی و چاپ مدل های سه بعدی را از طریق بودجه، تحقیقات و کاربردهای عملی به سطح جدیدی برساند.

اگرچه ناسا قبلا توانایی چاپگرهای سه بعدی  را در تولید قطعات ماموریت‌های فضایی نشان داده اما نوآورانه عمل نکرده است. ناسا یکی از بزرگ‌ترین پشتیبانان و پرشورترین حامیان چاپ سه بعدی است و برای آسان و ارزان کردن ماموریت‌های خود به توانایی‌های چاپ توسط پرینتر های سه بعدی ایمان آورده است. این سازمان دائما در تلاش است که محدودیت‌ها را از طریق آزمایش، تحقیق و توسعه و با تامین بودجه پروژه‌های خارجی و مبتکران، کاهش دهد.

ناسا دریافته است که چاپ سه بعدی می‌تواند راه‌حل بسیاری از مسائل پیش روی بشر برای نفوذ به عمق فضا باشد. این آژانس به این فناوری ایمان داشته و دائما در تلاش است تا آن را به جایی برساند که قبلا هیچ روش تولیدی به آن نرسیده است.

نتایج، بلوغ و اثربخشی فناوری‌های چاپ سه بعدی در ماموریت‌های چالش برانگیز را نشان می‌دهند. و اگر طراحی مدل های سه بعدی  به اندازه کافی برای ناسا خوب باشد قطعا برای هر صنف دیگری روی کره زمین بیش از اندازه خوب است.

بیایید نگاهی به پروژه‌ها، محصولات و توسعه‌های ناسا که توسط پرینترهای سه بعدی طراحی شده اند و کل صنعت چاپ سه بعدی را رو به جلو سوق می‌دهند، بیندازیم.

جدیدترین کارهای ناسا در چاپ سه بعدی

طراحی سه بعدی سخت افزار موتور موشک

ماه گذشته ناسا قطعات موتور موشکی را که با همکاری Aerojet Rocketdyne (تولیدکننده قطعات هوافضا در کالیفرنیا)، ساخته و در آن از فناوری چاپ سه بعدی استفاده شده، آزمایش کرد. تیم توسعه محفظه‌های احتراق سبک به همراه نازل و انژکتورهایی که با چاپگرهای سه بعدی چاپ می‌شوند، طراحی و ساخته است. محفظه احتراق و نازل‌های جدید تست اسپری سرد و گرم را موفقیت قطعی پشت سر گذاشتند.

محفظه احتراق اصلی در تمام آزمایشات تحت فشار 750 پوند در هر اینچ مربع (psi) بوده و میزان دمای گازهای گرم تا 3427 درجه سانتی گراد محاسبه شده است.

شرکت Aerojet Rocketdyne که بیش از 20 سال در فناوری چاپ سه بعدی سرمایه گذاری کرده ، به طرز چشمگیری نیروی کار مورد نیاز برای تولید بسیاری از اجزای موتور را کاهش داده و محصولات مقرون به صرفه‌تری ارائه کرده است. این شرکت اظهار داشته:” قطعاتی که تولید آن‌ها با روش‌های سنتی ساعت‌ها طول می‌کشید اکنون با استفاده از یک دستگاه تنها در چند روز ساخته می‌شوند. این امر به طور قابل توجهی مدت زمان تولید را کاهش داده و این امکان را می‌دهد تا محصولات را با سرعت بیشتری به بازار عرضه کنیم.”

کاوشگر مریخ

هنگامی که کاوشگر استقامت (معروف به پرسی) در 18 فوریه 2021 روی مریخ فرود آمد، 11 قطعه که با پرینت سه بعدی تولید شده بودند به همراه داشت. پنج قطعه تیتانیومی چاپ شده، پوسته PIXL را تشکیل می‌دهند که به دنبال نشانه‌هایی از حیات میکروبی فسیل شده در مریخ است. شش قطعه فوق آلیاژی نیکل را می‌توان در مبدل‌های حرارتی ماژول MOXIE یافت. MOXIE با گرم کردن بیش از حد هوای مریخ، اکسیژن ایجاد می‌کند و می‌تواند در آینده در مریخ در مقادیر صنعتی اکسیژن تولید کند.

قطعات PIXL که توسط Carpenter Additive چاپ شدند، سه تا چهار برابر سبک‌تر از قطعات تولید شده سنتی بودند. مبدل‌های حرارتی MOXIE هرکدام به صورت یک قطعه چاپ شدند، در حالی که در روش سنتی معمولا آن‌ها باید از دو قسمت تشکیل شده و سپس بهم جوش داده شوند.

ساخت زیستگاه با پرینتر سه بعدی برای فضانوردان

در سال 2019 ناسا در چالش چاپ سه بعدی زیستگاه‌های مریخ روش‌هایی برای استفاده از این فناوری جهت ایجاد زیستگاهی در مریخ برای ماموریت‌های آینده پیدا کرد. برنده این چالش AI SpaceFactory بود که روشی برای طراحی سه بعدی یک خانه چند طبقه در مریخ با استفاده از فیبر بازالت استخراج شده از سنگ‌های مریخی و بیوپلاستکی‌های PLA بدست آمده از گیاهان مریخی، ابداع کرد. این ماده دو تا سه برابر قوی‌تر و پنج برابر پایدارتر از بتن می‌باشد.

دیوید مالوت، مدیرعامل و بنیانگذار AI SpaceFactory، می‌گوید:” ما این فناوری‌ها را برای فضا توسعه داده‌ایم اما آن‌ها توانایی تغییر روش ساخت بر روی زمین را نیز دارند. با استفاده از مواد طبیعی، زیست تخریب‌پذیر و زراعی، می‌توانیم زباله‌های عظیم و غیرقابل بازیافت صنعت بتن را از بین برده و سیاره خود را بازیابی کنیم.” در واقع این شرکت از فناوری توسعه یافته ای برای ناسا استفاده کرده و در حال کار بر روی خانه‌های ساخته شده با پرینت سه بعدی است که نه تنها از مواد پایدار ساخته شده‌اند بلکه کاملا قابل بازیافت هستند.

پرینت سه بعدی بافت انسانی توسط چاپگر های زیستی

چالش بافت عروقی ناسا که به تازگی به نتیجه رسیده مرزهای چاپ سه بعدی را نیز در جهت متفاوت تحت‌الشعاع قرار داده است. فینالیست‌های رتبه اول و دوم، هر دو از چاپگر سه بعدی برای ساخت قالب‌های ژله‌ای مانند برای رشد قطعه‌ای مکعبی از بافت کبدی انسان استفاده کردند که می‌تواند در داخل بدن انسان زنده بماند. طبق گفته ناسا فناوری‌های به کار رفته در ساخت قطعات بافتی می‌تواند منجر به بهبود تحقیقات دارویی و در دراز مدت به چاپ اندام‌های پیوند مصنوعی شود.

جیم رویتر، مدیر فناوری‌های فضایی ناسا، می‌گوید:” من قادر به بیان میزان تاثیرگذاری این موفقیت نیستم. شنیدن خبر اولین پیوند عضو مصنوعی بسیار خارق‌العاده خواهد بود و فکر می‌کنیم که این چالش جدید ناسا نقش اندکی در تحقق آن داشته است.”

طراحی و چاپ سه بعدی در ساخت و ساز روی ماه

کمپانی ساخت و ساز Icon که از چاپ سه بعدی استفاده می‌کند، اعلام کرده که بودجه‌ای از ناسا جهت شروع تحقیق و توسعه یک سیستم ساخت و ساز فضایی برای پشتیبانی از زیستگاه‌های آینده در ماه – معروف به پروژه Olympus – دریافت کرده است.

Icon که به توسعه‌هایش در صنعت پرینت سه بعدی و استفاده از آن برای ساخت و ساز روی زمین معروف است، در حال حاضر در حال توسعه یک سیستم کامل سه بعدی است که می‌تواند زیرساخت‌ها را روی ماه چاپ کند.

جیسون بالارد، بنیانگذار و مدیر عامل شرکت Icon، می‌گوید:” سرمایه‌گذاری ناسا در فناوری‌های عصر فضا مانند همین پروژه، نه تنها می‌تواند به پیشرفت آینده بشریت در فضا کمک کند بلکه می‌تواند مشکلات بسیار آزاردهنده‌ای را که روی زمین با آن‌ها روبرو هستیم را حل کند.”

شرکت سازنده قطعات سه بعدی الکترونیکی Nano Dimension، مدار یکپارچه رادیویی چاپ شده را برای مطالعات اثرات فضایی به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاده است. این مدار که روی سیستم DragonFly LDM Nano Dimension چاپ شده است، داده‌ها را به ISS منتقل کرده و تجزیه و تحلیل سیستماتیک خصوصیات RF دستگاه‌های چاپ شده الکترونیکی را با عملکرد بالا (Hi-PED) طبق سختگیری‌ها و خواسته‌های هوا فضا، به همکاران پروژه ارائه می‌دهد.

Nano Dimension در پروژه‌ای دو ساله، با شرکت فناوری ارتباطات L3Harris همکاری کرد که در نهایت به اثبات دوام استفاده از فناوری‌های جدید در فضا رسیدند.

بایندرجت با خاک ماه و سایر تحقیقات تامین شده توسط ناسا

در ماه مه 2021 اداره ماموریت فناوری فضایی ناسا (STMD) به ده‌ها بیزینس کوچک در ایالات متحده، از جمله 36 پروژه پرینت سه بعدی فضایی، 105 میلیون دلار کمک مالی کرد.

این پروژه‌های پیشگامانه شامل مشارکت علوم فیزیکی با MIT برای چاپ با خاک ذوب شده ماه، سنسور چاپ شده فضایی Nanovox و سیستم‌های چاپ شده محافظت حرارتی فضای شرکت‌های مهندسی، می‌شود. همه این پروژه‌ها با یک مشکل مهندسی هوا فضا مقابله می‌کنند و ناسا معتقد است که طراحی سه بعدی می‌تواند جواب دهد.

اینکه فناوری‌های مورد حمایت ناسا سرانجام برای استفاده روزمره وارد بازار می‌شوند تبدیل به یک سنت شده است. هیچ تردیدی وجود ندارد که این اتفاق درمورد این فناوری‌های چاپ سه بعدی نیز رخ خواهد داد. چراغ سبزهای ناسا می‌تواند اثبات بلوغ چاپ سه بعدی باشد و این صنعت را رو به جلو سوق دهد.

قطعات چاپ شده به وسیله پرینت سه بعدی که هم اکنون در فضا وجود دارند.

چاپ سه بعدی در فضا در ISS

امروزه پرینترهای سه بعدی در محفظه‌هایی فراتر از جهان شناورند. در واقع، اولین پرینترهای سه بعدی ریزگرانش پلاستیکی تجاری RedWise در سال 2016 به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) پرتاب شد. از آن زمان این شرکت خدمات ساخت مدار را ارائه داده و بیش از 200 قطعه و لوازم یدکی ضروری را برای ISS چاپ کرده است که باید گفت گزینه‌های زنجیره تولید بسیار محدودی دارد.

اغلب اوقات هفته‌ها یا ماه‌ها انتظار برای حمل و نقل تجهیزات حیاتی از زمین عملی نیست. وقتی انسان به منظومه شمسی می‌رود، ماموریت‌های بارگیری و شارژ مجدد هزینه‌بر و پیچیده می‌شوند و ناسا را مجبور می‌کند که گزینه‌های دیگری را برای تامین تجهیزات فضاپیما در نظر بگیرد. سازنده تمام پرینترهای سه بعدی ISS، قسمت چاپ فضایی RedWise، می‌گوید:” توانایی پرینت سه بعدی قطعات و ابزارها در زمان تقاضا موجب کاهش چشمگیر زمان لازم برای دستیابی به قطعات و افزایش اعتماد و ایمنی ماموریت‌های فضایی می‌شود.”

مرکز پرینت سه بعدی (AMF) واقع در ISS با استفاده از چاپ FDM قطعاتی از پلاستیک ABS تولید می‌کند. در سال 2020، MIS ماژول‌هایی سرامیکی معرفی کرد که رزین‌های پیش سرامیک را با استفاده از SLA چاپ می‌کند. به عنوان مثال فناوری MIS برای چاپ محافظ‌های تشعشع برای ماژول‌های زیستگاهی قابل ارتقا استفاده می‌شود.

موتور های موشک و چاپگر سه بعدی

در اواخر سال جاری، شرکت هوافضا Rocket Lab در کالیفرنیا، ماهواره CubeSat را به عنوان قسمتی از پروژه آرتمیس برای ناسا به ماه پرتاب خواهد کرد که در پی آن در تلاشند تا اولین زن را تا سال 2024 روی ماه قرار دهند. Rocket Lab اولین موتور موشک جهان، Rutherford، را توسط چاپ سه بعدی ساخته است که طی فرآیند جوشکاری با پرتو الکترونی (EBM) ساخته شده است. این موتور نیروی موشک توزیع الکترون خود شرکت را تامین می‌کند. Rocket Lab تا به امروز 104 ماهواره، از جمله موشک‌های توزیع دیگری توسط ناسا پشتیبانی می‌شوند، را به فضا فرستاده است.

Rocket Lab همین ماه اعلام کرد که قراردادهایی مبتنی بر توسعه دو فضاپیمای فوتون برای ماموریت ESCAPADE ناسا به مریخ در سال 2024 امضا کرده‌ – بنابراین آن‌ها برای آماده‌سازی حدود دو سال فرصت دارند. پیتر بک، بنیانگذار و مدیرعامل Rocket Lab، می‌گوید:” ماموریت‌های علوم سیاره‌ای به طور معمول صدها میلیون دلار هزینه دارند و تحقق آن‌ها تا یک دهه طول می‌کشد. فضاپیمای فوتون ما برای ماموریت ESCAPADE رویکردی مقرون به صرفه‌تر برای اکتشافات سیاره‌ای را نشان می‌دهد و دسترسی جامعه علمی به منظومه شمسی را افزایش می‌دهد.”

در سپتامبر 2019، اولین ربات جستجوگر پرواز آزاد در اطراف فضاپیمای باری Cygnus شروع به کار کرد. این واحد بازرس کم هزینه بر اساس پلتفرم CubeSat ساخته شده و شامل قطعات چاپ شده می‌باشد. شرکت تولیدکننده The Technology House (TTH) در اوهایو، با استفاده از سیانات استر چهار موتور کنترل کننده برای این جستجوگر طراحی و چاپ کرد. این اولین بار بود که حتی برخلاف انتظارات خود آژانس یک ماده پلاستیکی قادر به تطابق با استانداردهای دقیق ناسا بود. با این حال TTH و چاپ سه بعدی توانستند خود را به این چالش برسانند.

Relativity Space یکی از پیمانکاران شناخته شده ناسا می‌باشد. این شرکت اولین موشک ساخته شده با چاپ سه بعدی، Terran 1، و جایگزین قابل استفاده آن، Terran R، را ساخته است. موشک‌ها در تاسیسات Stargate تولید می‌شوند، جایی که Relativity Space بزرگترین پرینتر سه بعدی فلزی جهان را که آلیاژهای فلزی اختصاصی را چاپ می‌کند، اداره می‌کند. Relativity Space 3 میلیون دلار برای پرتاب CubeSat از ناسا بودجه دریافت کرده است و در سال 2020 با ناسا و Lockheed Martin در پرتاب موشک Terran 1 و شرح فناوری سوخت‌گیری در مدار همکاری کرد.

ناسا چگونه چاپ سه بعدی را انجام می‌دهد؟

وقتی صحبت از عملکرد پرینترهای سه بعدی می‌شود، ناسا یکی از این سه راه را انتخاب می‌کند. ناسا در زمینه تحقیق و توسعه خود از چاپ سه بعدی استفاده می‌کند که مهم‌ترین آن‌ها آزمایشگاه پیش رانش جت (JPL) واقع در کالیفرنیا است که دارای مرکز چاپ سه بعدی می‌باشد. بسیاری از مراکز دیگر ناسا نیز، مانند مرکز پروازهای فضایی مارشال (MSFC) در آلاباما، در این زمینه فعالیت می‌کنند.

ناسا علاوه بر تولید مستقل قطعات، مرتبا شرکت‌های شخص ثالث را به عنوان پیمانکار استخدام می‌کند. قبلا به Rocket Lab و TTH اشاره شده است اما تعداد زیادی شرکت و تیم تحقیقاتی دیگر نیز برای ناسا کار می‌کنند که نمی‌توان همه را لیست کرد.

نهایتا همانطور که اشاره کردیم ناسا چاپ سه بعدی را در خود فضا انجام می‌دهد. از سال 2014 ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) مجهز به پرینترهای سه بعدی جهت چاپ در محل قطعات شده است.

فلزات و پلاستیک‌های طراحی شده با چاپگرهای سه بعدی ناسا

وقتی نوبت به پرتاب موشک می‌رسد یک فاکتور بیشتر از بقیه اهمیت دارد؛ وزن. هرچه وزن کمتری هنگام پرتاب داشته باشید به سوخت کمتری احتیاج داشته و هزینه کمتری می‌پردازید. در واقع کاهش یک پوند وزن بار هزینه پرتاب را بیش از 10000 دلار کاهش می‌دهد. بنابراین تعجبی ندارد که ناسا موادی را ترجیح می‌دهد که می‌توانند قطعات را تا جای ممکن سبک و یکپارچه کنند.

فلز انتخابی ناسا در چاپ سه بعدی معمولا تیتانیوم است چرا که استحکام بالا، وزن کم و مقاومتی عالی در برابر خوردگی دارد.

شرکت چاپ سه بعدی Sciaky واقع در شیکاگو-ایلینوی، در سال 2018 با پیمانکار ناساريال Lockheed-Martin، همکاری کرد و فناوری چاپ سه بعدی پرتو الکترونی (EBAM) را ارائه داد. Lockheed-Martin توسط EBAM مخازن بزرگ سوخت 46 اینچی ماهواره‌ای را با تیتانیوم چاپ کرد. این مخازن توانستند شرایط سختگیرانه ناسا درمورد وزن و قدرت را فراهم کنند و در آن زمان به بزرگترین قطعات چاپ سه بعدی تائید شده برای پرتاب فضایی تبدیل شدند.

در سایر موارد یک ماده فلزی نمی‌تواند به تنهایی کافی باشد و ناسا باید از هر دو آلیاژ معمولی و سفارشی استفاده کند. مثالی عالی برای این موضوع زمانی است که شرکت چاپ سه بعدی EOS به ArianeGroup کمک کرد تا نازل تزریقی جدیدی را با آلیاژ نیکل IN718 برای موتورهای موشک بسازد. IN718 مقاومت بالایی در برابر درجه حرارت شدید پرتاب موشک ایجاد می‌کند و با کاهش قابل توجه میزان ضخامت دیواره‌ها، وزن قطعات را کاهش می‌دهد. در نتیجه نازل جدید 50% ارزان‌تر از قبلی شد. در سال 2020 ناسا با ArianeGroup جهت تحویل سیستم پیشران ماموریت آرتمیس ماه، مانند موتورها، قرارداد بست.

Aerojet Rocketdyne شرکت دیگری است که موتورهای پروژه آرتمیس، از جمله موتور RL10، را ارائه می‌دهد. در سال 2017، Aerojet یک محفظه چاپ شده پرتاب برای RL10 ساخت که از آلیاژ مس و با فناوری SLM ساخته شده بود. جف هاینر، مدیر برنامه چاپ سه بعدی Aerojet، معتقد بود که این شرکت بزرگترین محفظه  پرتاب مسی را با موفقیت آزمایش کرده است. این شرکت آلیاژ مس را به دلیل ویژگی انتقال حرارت عالی آن انتخاب کرد. این ویژگی باعث می‌شود که موتور جمع و جورتر و سبک‌تر ساخته شود. علاوه بر این، موتور جدید را می‌توان در دو قسمت چاپ کرد که باعث کاهش 90 درصدی تعداد قطعات می‌شود.

همیشه فلزات حرف اول را نمی‌زنند؛ گاهی اوقات پلاستیک می‌تواند کار را حتی بهتر انجام دهد. مثالی عالی برای این مورد ربات‌های جستجوگر TTH هستند که قبلا به آن‌ها اشاره شد. TTH از پرینتر سه بعدی کربنی M2 و سیانات استر 221 (CE221) برای تولید 4 موتور کنترل کننده با عملکرد بالا برای سیستم دفع گازهای سرد در ربات‌های جستجوگر ناسا استفاده کرد. قبل از این ناسا هرگز استفاده از قطعات پلاستیکی چاپ سه بعدی برای ماموریت‌های فضایی را تائید نکرده بود. در حقیقت ناسا درمورد اینکه مواد پلاستیکی می‌توانند شرایط لازم را داشته باشند تردید داشت. با این حال پس از آزمایشات دقیق و توسعه مواد و طراحی قطعات،   تمام شرایط لازم و حتی بیشتر از آن مهیا شد. این پروژه نشان داد که مواد پلاستیکی چاپ سه بعدی قابل استفاده در پروازهای فضایی هستند و درهای جدیدی را برای تحقیقات بیشتر درمورد قطعات پلاستیکی سریع، کم هزینه و کارآمد مکانیکی، باز کرد.

ناسا چگونه طراحی سه بعدی انجام میدهد؟

همانطور که اشاره شد تمام قطعات تولید شده در فضاپیماها باید تا حد ممکن بهینه‌سازی شده باشند تا به بالاترین درجه عملکرد، سرعت تولید و صرفه‌جویی در هزینه برسند. برای رسیدن به این هدف، ناسا از انواع مختلفی از تکنیک‌ها و فناوری‌های طراحی مدل های سه بعدی استفاده می‌کند. مرکز طراحی مدل های سه بعدی آژانس دائما در حال توسعه دادن رویکردهای جدید برای ایجاد ساختارهای مشبک، بهینه‌سازی توپولوژی و طراحی جهت چاپ سه بعدی (DfAM) می‌باشد.

ساخت یک قطعه فلزی که جهت کاهش وزن بهینه شده، برای کاهش هزینه‌های هنگفت راه‌اندازی یک وسیله بسیار مهم می‌باشد اما این طرح‌های بهینه شده در نهایت بسیار عنکبوتی هستند. فرم دادن و پیچیده کردن قطعه اولیه و سبک کردن وزن آن در اغلب مواقع موجب هدر رفتن 90% مواد می‌شود. به این معنا که شما یک قسمت را به قیمت از بین بردن قسمتی دیگر حذف می‌کنید. قابلیت چاپ این قسمت‌های عنکبوتی و بهینه توپولوژیکی بدون هدر رفتن مواد، باعث می‌شود که ناسا بتواند بدون ضایعات به هدف خود که کاهش جرم است، برسد.

اما این بدان معنا نیست که ناسا کمک خارجی نمی‌گیرد. Simulia Dassault Systemes (3DS) و Stratasys در یک مطالعه بهینه سازی توپولوژیکی برای ناسا در سال 2016 با هم همکاری کردند. جسم بهینه شده یک جعبه مدار بود. همکاران یک مدل سه بعدی از جعبه اصلی ساختند و از مجموعه نرم‌افزاری 3DS Tosca برای استفاده از طراحی مولد و پیدا کردن راه‌هایی برای بهینه‌سازی توپولوژی قطعه استفاده کردند. قسمت بهینه شده دارای سطوح ارگانیک و خمیده و سوراخ‌هایی بود که مقدار مواد مصرفی را در عین حفظ عملکرد قطعه کاهش می‌دهند. اگر چه این طرح هرگز عملی نشد اما طرح نهایی بهینه سازی شده و آماده چاپ 30% سبک‌تر، یعنی 315 گرم، بود.

Stratasys در فرستادن قسمت دیگری به فضا نیز همکاری کرد. این شرکت یک پوسته پشتیبانی خارجی برای آرایه‌های آنتن ماهواره ساخت. این پروژه شامل یافتن طرح بهینه و جایگزینی مواد اولیه آستروکوارتز بود. Stratasys برای این قسمت از رزین ULTEM9085 استفاده کرد. این شرکت با همکاری با JPL ناسا، از طراحی‌های تکراری برای پردازش انواع مختلف فایل STL پوسته جهت رسیدن به شکل نهایی استفاده کرد. در نهایت، 30 آرایه آنتن به ناسا تحویل داده شد.

علاوه بر این‌ها نباید پوسته چاپ شده PIXL را که روی مریخ فرود آمده، نادیده گرفت چرا که داستان اصلی آن نمونه‌ای عملی از یک فرآیند طراحی است که از ناسا شروع شده و با یک مشارکت کننده خارجی به پایان می‌رسد. JPL ناسا طرح اولیه این پوسته را ارائه داد که روی عملکرد تمرکز داشت. ناسا سپس Carpenter Additive را برای بهینه‌سازی قطعات جهت تولید استخدام کرد. Carpenter می‌گوید که همگام شدن با مقدار بودجه ناسا چالش برانگیز بود اما پس از آزمایشات فراوان، از جمله چندین نوع طراحی در ساختار شبکه داخلی، آن‌ها طرحی را ایجاد کردند که به اندازه کافی سبک، قابل چاپ و دارای ساختار بهینه‌ای بود که می‌توانست شرایط سخت فرود بر روی مریخ را تحمل کند. این طرح محدودیت‌های مقاومتی دیواره‌های نازک را کنار زد و به لطف استفاده خلاقانه از شبکه‌ها و دیواره‌های ضخیم انتخابی، پوسته PIXL هم اکنون در سیاره سرخ قرار دارد.