眾所周知奥此,天地間“快遞運輸”成本高昂到腥,在太空中直接利用3D打印生產(chǎn)零部件具有省時省力等獨特優(yōu)勢。未來萌业,太空3D打印將成為載人空間飛行和宇宙考察的標配裝備坷襟,勢必引領未來太空制造新潮流。
在人類探索太空的過程中生年,設備和材料的地面補給是順利完成太空任務的制約因素婴程。從2010年開始,美國國家航空航天局就與太空制造公司開始了3D打印技術的探索工作抱婉,先后進行了微重力環(huán)境下的數(shù)百次試驗档叔。2016年3月,美國國家航空航天局將升級版的3D打印機運送到國際空間站蒸绩,在太空環(huán)境中實現(xiàn)了更大體積和更高分辨率的打印作業(yè)衙四。不甘落后的俄羅斯3D打印機研發(fā)團隊也已經(jīng)向國際空間站提交了試驗申請,在進行多輪地面測試后独溯,將篩選出一臺3D打印機“黑馬”送入國際空間站的俄羅斯太空艙凹毛。此外,英國伯明翰大學研制出一臺能在零重力下運行的金屬3D打印機葬爽,采用了獨特的熔融沉積方式鸳岩,功率只有1.3千瓦。
在太空3D打印領域,由我國中科院研制的國內(nèi)首臺太空3D打印機听番,已經(jīng)完成了拋物線失重飛行試驗把丹,可在微重力環(huán)境下順利完成3D打印任務。值得一提的是核看,我國的3D打印機單次可打印的最大零部件尺寸達到200mmx130mm躯法,是美國國家航空航天局首臺在軌3D打印機打印尺寸的2倍以上,將在我國空間站建設和后期運營維護過程中發(fā)揮重要作用胡炼。
眾所周知豹女,空間航天器的大小主要受限于運載器的大小,利用太空3D打印就可搭建太空零件制造廠碍蚊,實現(xiàn)太空設備的太空制造拷肌。目前,科學家已經(jīng)開始設計太空制造系統(tǒng)旨巷,將在太空中直接打印出天線巨缘、電池板等零部件和工作生活的必需品。太空3D打印將對人類太空探索事業(yè)的供給和支持方式帶來巨大變革采呐,也為空間飛行提供更加寬廣的平臺若锁。
目前,3D打印技術在航空航天領域已體現(xiàn)出極強的應用價值和發(fā)展?jié)摿Ω拢粌H縮短了航天產(chǎn)品的生產(chǎn)周期又固,降低了成本,更進一步提高了產(chǎn)品性能煤率。作為一種全新的生產(chǎn)方式仰冠,太空3D打印制造的產(chǎn)品可以勝任一些傳統(tǒng)制造工藝難以完成的工作。未來蝶糯,太空3D打印技術除可用于在軌制造航天零部件外洋只,還將與機器人系統(tǒng)有機組合。美國國防部高級研究計劃局開展的“鳳凰”項目昼捍,旨在通過拆解老舊衛(wèi)星的零部件來清理各種空間垃圾驮尘,并用老舊衛(wèi)星的零部件重新組裝成一個全新的空間設備,太空3D打印為此提供了一個重要的技術方案央匀。
擁有這么多技能的太空3D打印不僅令人癡迷温辉,而且打印過程并不復雜。航天員可以通過天地通信接收地面上傳零部件的數(shù)字化三維模型试著,將模型輸入3D打印機機芯內(nèi)部的后期處理軟件后创皿,3D打印機可自動生成具體控制數(shù)據(jù)和打印操作代碼,航天員只要按一下“打印”就可完成操作丛疲。因此,只要天地之間不斷網(wǎng),任何工具都可以由地面設計好砍毡,然后交由太空3D打印機完成源源不斷的太空制造十旗。
太空3D打印技術不僅省時省力省經(jīng)費,更可大幅度降低太空飛行對地面的依賴程度聂袱。相比于半年一次的太空補給溯内,3D打印只需數(shù)小時就可以生產(chǎn)出需要更換的零部件。未來有了太空3D打印機欠捶,就可以在失重環(huán)境下自制所需的各類實驗和維修工具以及零部件闷畸,將大幅度提升空間站實驗的靈活性和維修的及時性,同時有效減少空間站各類零件備件的種類和數(shù)量吞滞,降低空間站對地面系統(tǒng)的依賴佑菩,從而為人類開展星球探索提供新的動力和希望。
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