微尺度3D打印設(shè)備在航天航空中的應用

　　在長征五號B火箭發(fā)射的新一代載人飛船試驗船上，搭載了一臺“微尺度3D打印設(shè)備”，飛行期間該系統(tǒng)自主完成了連續(xù)纖維增強復合材料的樣件打印，并驗證了微重力環(huán)境下復合材料3D打印的科學實驗目標。

 

　　科研人員將這臺我國自主研制的“微尺度3D打印設(shè)備”安裝在試驗船返回艙中。飛行期間，該系統(tǒng)自主完成了連續(xù)纖維增強復合材料的樣件打印，并驗證了微重力環(huán)境下復合材料3D打印的科學實驗目標。這是我國3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復合材料的3D打印實驗。這次太空3D的對象有兩個，一個是蜂窩結(jié)構(gòu)(代表航天器輕量化結(jié)構(gòu))，另外一個是CASC(中國航天科技集團)標志。

 

　　連續(xù)纖維增強復合材料是當前國內(nèi)外航天器結(jié)構(gòu)的主要材料，密度低、強度高，開展復合材料空間3D打印技術(shù)研究，對于未來空間站長期在軌運行、發(fā)展空間超大型結(jié)構(gòu)在軌制造，具有重要意義。

 

　　在太空打印是一件很艱難的事情，為了完成在微重力環(huán)境下進行的連續(xù)纖維復合材料3D打印，需要三個。

 

　　一：克服失重環(huán)境，不能“飄”

 

　　因為太空是失重的環(huán)境，宇航員會在艙內(nèi)“漂浮”，3D打印機就絕對不能這樣。而且在失重環(huán)境下，材料的成形和打印的精度控制起來都比地面要大。

 

　　二：打印的原材料很特殊

 

　　碳纖維增強復合材料是當前國內(nèi)外航天器結(jié)構(gòu)的主要材料，重量輕，強度好，同時耐空間高低溫環(huán)境能力強，而且它的空間打印過程更安全，需要的空間更小，是未來空間3D打印最有前景的材料之一。

 

　　如果能在太空打印出符合要求的碳纖維增強復合材料，那么以后在太空需要什么東西，就能立即打印出來。

 

　　三：自主控制，智能節(jié)能

 

　　在這次任務(wù)中，3D打印機是*自主控制的，在解鎖、打印、錄像、跳轉(zhuǎn)、鎖定等整個過程中各項操作都是程序控制，無人干預，而且根據(jù)不同的突發(fā)情況還設(shè)定了不同的應急措施和備用路徑。

 

　　我國完成太空3D打印，是我國航天事業(yè)的又一個重要里程碑，也是我國科技力量不斷壯大的證明。未來隨著我國航天技術(shù)的不斷發(fā)展，還會有更大更*的太空3D打印館誕生，可以在太空里制造組裝上百米級的大型產(chǎn)品，為空間站長期運營、載人登月、火星探測、小行星探測、深空航行等長期在軌任務(wù)提供持續(xù)的物資補充。