近日筆者了解到鞋伸,中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心科研人員在瑞士杜本多夫利用歐洲失重飛機(jī)成功完成了國際首次微重力環(huán)境下陶瓷材料立體光刻成形技術(shù)試驗(yàn)厕宗。研究這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的中國科學(xué)院太空制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王功說:“立體光刻是一種在地面上常用的3D打印工藝嘉抓,但航天界認(rèn)為這種工藝不適用于微重力環(huán)境禽拔×趵耄”
中國科學(xué)家同時(shí)還利用3D打印的陶瓷模具完成了首次微重力環(huán)境下金屬材料鑄造技術(shù)試驗(yàn)。中國的這兩項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱藢砟軌蛟诳臻g站快速制造出零部件睹栖;在太空直接組建大型望遠(yuǎn)鏡或其他科學(xué)儀器硫惕;更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是為了開展月球、火星等深空探索宜切。
打印國旗
研究人員表明月塵的主要成分是納米級(jí)或亞微米級(jí)的硅酸鹽顆粒察贵,其形態(tài)與我們平時(shí)制作陶瓷的原料形態(tài)類似。月壤內(nèi)還含有鈦孤咏、鋁旋喊、鐵等金屬。研究人員想探索一種工藝用月塵制造出陶瓷模具山刨,再用這些模具將月壤中的金屬鑄造成金屬元部件哲陷。
然而,微重力環(huán)境下粉末材料難以在制造過程中得到有效控制随港,國際上普遍采用絲狀材料作為太空制造的主要材料形態(tài)墙议,但該種方式的一次成型精度和表面光潔度較低,實(shí)際應(yīng)用潛力受限溃登。中國科學(xué)家研發(fā)出一種技術(shù)久挖,將精細(xì)的粉末均勻地混入一種特殊的樹脂中,制作成膏體犬捧,再通過光刻固化歹对。
技術(shù)最具創(chuàng)新,最有價(jià)值的部分是研究團(tuán)隊(duì)花了兩年多時(shí)間强重,研究如何制造這種不會(huì)在微重力環(huán)境中四處飄散的膏體绞呈,這一技術(shù)可以用來加工月壤等各種精細(xì)粉末。這次制造的陶瓷樣品间景,包括一面半個(gè)手掌大小的具浮雕效果的陶瓷國旗报强,有五角星和“中國”字樣,一塊六邊形結(jié)構(gòu)件和幾個(gè)立方體拱燃,金屬樣品包括螺絲釘和一個(gè)小扳手。
據(jù)介紹力惯,本次試驗(yàn)于6月12日開始碗誉,截止到6月13日下午,共進(jìn)行了28次微重力父晶、2次月球重力和2次火星重力飛行哮缺,搭載的兩套裝置共獲得10件陶瓷樣品和8件金屬樣品弄跌。
微重力環(huán)境下立體光刻制造技術(shù)打印的陶瓷樣品
實(shí)驗(yàn)將測(cè)試樣品在不同重力條件下的致密度,實(shí)驗(yàn)想驗(yàn)證通過這一技術(shù)可以制造出平整規(guī)則的物體尝苇,測(cè)試樣品質(zhì)量都很好铛只,說明這種工藝對(duì)不同重力的適應(yīng)性是非常不錯(cuò)的,驗(yàn)證了這種思路是可行的芝杏。
中國這一新技術(shù)有望在未來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體尸校、生物支架、光學(xué)部件债鼎、微機(jī)電系統(tǒng)等產(chǎn)品在太空探索任務(wù)中的原位快速制造替程,也為月塵月壤等月球資源的就位利用提供了新技術(shù)途徑,將在太空制造領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響蚂旁。
據(jù)了解撕陈,中國科學(xué)院太空制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是國際上第一個(gè)以先進(jìn)太空制造技術(shù)為研究主題的實(shí)驗(yàn)室,繼2016年?duì)款^開展中國首次“太空3D打印”技術(shù)實(shí)驗(yàn)后粤搂,歷經(jīng)兩年多的研究和準(zhǔn)備生凯,自主研發(fā)了本次任務(wù)所用的納米級(jí)類固態(tài)陶瓷膏體材料、3D打印陶瓷耐高溫模具以及兩套試驗(yàn)裝備辜色,為中國空間站啥葡、在軌服務(wù)及深空探索等任務(wù)中實(shí)現(xiàn)多種材料的高精度制造奠定了必要技術(shù)基礎(chǔ)。
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