中國長征5號B運載火箭在海南省文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射
5月5日,搭載著我國新一代載人飛船試驗船的長征5號B運載火箭首飛成功這事兒大伙兒都知道了吧?但這搭載的新一代載人飛船里還搭載了一臺3D打印機,這事兒你知道嗎?我們有句很火的網(wǎng)絡(luò)語言叫“你是要上天吶”,這話頗有調(diào)侃味道。據(jù)報道,中國已經(jīng)在一艘新發(fā)射的航天器上進行了第一次3D打印實驗。這是我國首次太空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。不光是太空3D打印,一起上天的還有好幾項科研項目呢!中國科學院稱,由該院牽頭負責的空間應(yīng)用系統(tǒng),在新飛船試驗船安排了在軌精細成型實驗、材料摩擦行為實驗、微重力測量試驗等3項科學實(試)驗,將為未來我國空間站建設(shè)運營以及走向更遙遠的深空,進行前瞻科學研究和技術(shù)驗證。據(jù)悉,本次太空3D打印實驗是由我國自主研發(fā)和建造的一臺3D打印機完成的,該打印機名為“復合材料空間3D打印系統(tǒng)”,將創(chuàng)新采用立體光刻3D打印技術(shù)對金屬/陶瓷復合材料進行微米級精度的在軌制造。它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?zāi)繕?。一旦飛船返回地球,它將被帶回地球。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。
中央電視臺播放的視頻片段顯示,這臺打印機打印出了兩個對象:蜂窩結(jié)構(gòu)(代表航天器輕量化結(jié)構(gòu)),以及CASC(中國航天科技集團有限公司)標志。
據(jù)了解,該打印機具有材料建模、精確控制和自動化等先進的技術(shù)。一旦以空間為基礎(chǔ)的3D打印技術(shù)在操作上做好了準備,它可以為太空計劃帶來廣泛的好處——在人類探索太空過程中,設(shè)備和材料的“補給線問題”,一直阻礙著人們飛向更遠空間。隨著太空3D打印技術(shù)快速發(fā)展,實現(xiàn)航天器零部件的“自給自足”正在成為可能。它將使宇航員能夠在太空中快速方便地制造組件,節(jié)省未來太空旅行的大量資源和成本。對于此次3D打印實驗的目標,航天科技集團五院529廠復合材料空間3D打印系統(tǒng)負責人祁俊峰介紹,第一個目標是支持空間站的在軌長期有人照料的運行和維護。如果我們具備了在空間站里造東西的能力,就可以實現(xiàn)按需制造;第二個目標是支持我們空間站在軌擴建。據(jù)中科院專家介紹,太空失重環(huán)境是立體光刻技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)之一,普通的打印漿料在失重條件下無法保持穩(wěn)定形態(tài),會發(fā)生爬壁導致液面起伏影響打印。科研團隊通過中外失重飛機,先后進行數(shù)百次微重力環(huán)境下的實驗,對漿料在失重條件下的流變行為及內(nèi)在機理進行分析,利用化學及物理方法對漿料進行優(yōu)化使其從液態(tài)變?yōu)檐浳镔|(zhì)形態(tài),軟物質(zhì)特有的屈服應(yīng)力在失重條件下抵抗形變,抑制爬壁,且在較高剪切力作用下其又可以恢復良好的流動性,保證打印順利進行。3D打印也被稱為增材制造技術(shù),它是通過材料的分層制造3D物體的過程。它正在迅速發(fā)展,并越來越多地用于制造業(yè)。