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中科院太空制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)介紹太空立體光刻3D打印的意義

國(guó)防航天能源
2020
06/11
09:17
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評(píng)論
來(lái)源:科普前沿

中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心的太空制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在王功研究員帶領(lǐng)下,成功實(shí)現(xiàn)立體光刻3D打印技術(shù)對(duì)金屬/陶瓷復(fù)合材料進(jìn)行微米級(jí)精度太空制造的零的突破。關(guān)于此次實(shí)驗(yàn)的重要意義及研究過(guò)程中的難點(diǎn),俄羅斯衛(wèi)星通訊社專訪了中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心王功研究員。

王功在采訪中說(shuō):“這次試驗(yàn)突破以往太空制造中以絲材為主的材料體系,驗(yàn)證了新型太空制造材料及新的技術(shù)手段,大幅提高了在軌制造精度?臻g立體光刻工藝相比于目前太空制造所普遍采用的熔融沉積工藝,最大的優(yōu)勢(shì)在于直接成形精度更高,并且可將材料由高分子材料擴(kuò)展至陶瓷、金屬、生物材料、月壤等納米/亞微米粉末材料!

此前,國(guó)際同行普遍認(rèn)為該工藝在微重力環(huán)境下不太可能被使用,因?yàn)槠渲饕牧鲜且后w,而液體在微重力環(huán)境中非常容易自由飄散。王功介紹稱,此實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)就在于,需要攻克液體在失重環(huán)境下難以精確控制的問(wèn)題。

REUTERS / THOMAS PETER

他說(shuō):“在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用一種具有剪切變稀特性的軟物質(zhì)材料,針對(duì)在軌環(huán)境特點(diǎn),調(diào)整其流變性能,實(shí)現(xiàn)了在失重環(huán)境中陶瓷/金屬軟物質(zhì)材料的微米級(jí)精密在軌制造!

據(jù)介紹,王功團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在太空中建立工廠,以服務(wù)空間站建設(shè)運(yùn)營(yíng)。但目前仍有幾大難點(diǎn)需要攻克,他說(shuō):

“在微重力環(huán)境下,一方面,航天員保持自身姿態(tài)和動(dòng)作穩(wěn)定是很困難的;另一方面,難以對(duì)材料進(jìn)行精確控制。而太空中有限的空間和資源對(duì)制造設(shè)備和工藝提出的挑戰(zhàn)是要做到:易操作、低功耗、小型化。另外由于航天員工作生活都在太空中相對(duì)狹小的密閉空間,整個(gè)制造過(guò)程不能產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)!

太空制造的根本目的是提升人類在地外的活動(dòng)和生存能力。太空制造未來(lái)發(fā)展可分為“小型零部件制造”“大型空間裝置制造及在軌組裝”“探測(cè)月球、火星等地外深空環(huán)境中更綜合的制造活動(dòng)”三個(gè)階段。

王功指出,現(xiàn)在還處于第一階段,大概只解鎖了這個(gè)階段10%的工作,還有大量的工作需要去做。


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