中国研发太空制造技术 实现世界首次微重力陶瓷3D打印

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  中科院实验团队完成飞行任务后合影留念。(中科院空间应用工程与技术中心 供图)

  据介绍,中国科学院太空制造技术重点实验室是国际上第一个多多 以先进太空制造技术为研究主题的实验室,继2016年牵头开展中国首次“太空3D打印”技术实验后,历经两年多的研究和准备,自主研发了本次任务所用的纳米级类固态陶瓷膏体材料、3D打印陶瓷耐高温模具以及两套试验装备,为中国空间站、在轨服务及深空探索等任务中实现多种材料的高精度制造奠定了必要技术基础。

  近日,中国科学院空间应用工程与技术中心科研人员在瑞士杜本多夫利用欧洲失重飞机成功完成了国际首次微重力环境下陶瓷材料立体光刻成形技术试验。

  然而,微重力环境下粉末材料难以在制造过程中得到有效控制,国际上普遍采用丝状材料作为太空制造的主要材料行态,但该种最好的办法 的一次成型精度和皮层光洁度较低,实际应用潜力受限。

  中国科学家共同还利用3D打印的陶瓷模具完成了首次微重力环境下金属材料铸造技术试验。

  据介绍,本次试验于6月12日刚结束,截止到6月13日下午,共进行了28次微重力、2次月球重力和2次火星重力飞行,搭载的两套装置共获得10件陶瓷样品和8件金属样品。

  “美国的马斯克和他的SpaceX公司目前正在解决咋样我就类到达很多星球的什么的什么的问题,而大家儿实验室要解决的是咋样我就在很多星球生存下去的什么的什么的问题。”王功说。

  王功说,这两项试验的目的是为了将来都还还可不可以在空间站快速制科学发名零部件;在太空直接组建大型望远镜或很多科学仪器;更长远的目标是为了开展月球、火星等深空探索。

  这次制造的陶瓷样品,包括一面半个手掌大小的具浮雕效果的陶瓷国旗,有五角星和“中国”字样,一块六边形行态件和哪几次立方体。金属样品包括螺丝钉和一个多多 小扳手。

  “大家儿团队花了两年多时间研究咋样制造这一还会在微重力环境中四处飘散的膏体,这是大家儿的技术最具创新,最有价值的帕累托图。这一技术还还可不可以用来加工月壤等各种精细粉末。”王功说。

  也许,这一新技术有望在未来实现半导体、生物支架、光学部件、微机电系统等产品在太空探索任务中的原位快速制造,也为月尘月壤等月球资源的就位利用提供了新技术途径,将在太空制造领域产生深远影响。

  科研人员在观察金属材料微重力环境下铸造的技术实验样品在地面脱模清况 。(中科院空间应用工程与技术中心 供图)

  微重力环境下立体光刻制造技术打印的陶瓷样品。(中科院空间应用工程与技术中心 供图)

  也许:“月尘的主要成分是纳米级或亚微米级的硅酸盐颗粒,其行态与大家儿平时制作陶瓷的原料行态相似。月壤内还含有 钛、铝、铁等金属。”

  “大家儿想探索一种生活工艺用月尘制科学发名陶瓷模具,再用哪些模具将月壤中的金属铸造成金属元部件。”

  中国科学家研发出一种生活技术,将精细的粉末均匀地混入一种生活特殊的树脂中,制作成膏体,再通过光刻固化。

  领导这项实验的中国科学院太空制造技术重点实验室主任王功说:“立体光刻是一种生活在地面上常用的3D打印工艺,但以往航天界认为这一工艺不适用于微重力环境。”

  王功说,目前试验所使用的设备还时需人来操作。“大家儿未来的目标是希望还还可不可以在无人或机器人参与的情景下开展地外制造工作。但那样的智能设备会更加复杂。”

  “大家儿想验证通过这一技术还还可不可以制科学发名平整规则的物体,大家儿还将测试样品在不同重力条件下的致密度。”王功说,“大家儿获得的样品质量都很好,说明这一工艺对不同重力的适应性是非常不错的,验证了这一思路是可行的。”

  新华社北京6月19日电(记者喻菲)作为地球上最早科学发名陶瓷的文明之一,中国正在研发都还还可不可以在太空制造陶瓷的技术。它最令人激动的应用是到月球、火星或很多星球上去建造基地,当然你也还还可不可以利用这一技术将月尘做成茶壶茶碗,为很多人泡一杯茶。