【機床商務(wù)網(wǎng)欄目 科技動態(tài)】這幾天，有關(guān)“胖五(長征五號B運載火箭)”及其成功搭載升空的我國新一代載人飛船試驗船的消息刷爆了朋友圈！
 

　　5月5日，首飛成功；5月7日消息，在試驗船中完成我國首次太空3D打印；5月8日，成功回收試驗船返回艙。
 

　　這一個個振奮人心的消息，充分體現(xiàn)了我國在航天科技領(lǐng)域的不斷探索和進步。單就我們業(yè)界所熟悉的3D打印來說，其首次成功太空實驗在社會上引起了廣泛關(guān)注和極大興趣。
 

　　為此，小編特別聯(lián)系了中國機床工具工業(yè)協(xié)會特種加工機床分會，希望能邀請專業(yè)人士針對首次太空3D打印進行一些點評。分會輾轉(zhuǎn)聯(lián)系到了我國3D打印行業(yè)專家，西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院的田小永教授。田教授在增材制造和超材料設(shè)計與制造方面進行了多年研究，針對意義重大的太空3D打印有一些專業(yè)描述。
 

　　這是我國首次太空3D打印實驗，也是上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的3D打印實驗。
 

　　隨著航天技術(shù)的發(fā)展，探索深空、建設(shè)地外星體基地乃至移民等逐漸提上研究日程，涉及實現(xiàn)長期在軌居留的物資和生命保障、空間應(yīng)用設(shè)施(衛(wèi)星)的建造、太陽系內(nèi)星球探索基地建設(shè)和運行，很大程度依賴于如何實現(xiàn)高效、可靠、低成本的“空間制造”，從而克服現(xiàn)有火箭運載方式在載重、體積、成本上對空間探索活動的限制，以獲得深空探索所需的運載平臺、工具與裝備。
 

　　空間制造能力對太空探索具有重要意義，空間3D打印是實現(xiàn)空間制造的一項關(guān)鍵技術(shù)。隨著新一代載人飛船試驗船的成功發(fā)射升空，我國載人航天與空間站建設(shè)、月球探測等計劃又前進一步，因而具備“空間制造”能力至關(guān)重要。實現(xiàn)大尺寸功能構(gòu)件的空間制造、月球資源利用與原位制造，對我國空間探索具有十分重要的推動作用與戰(zhàn)略意義。
 

　　空間制造可直接利用太陽能、原材料等空間資源，實現(xiàn)自我維持；同時，空間微重力環(huán)境使得原位制造、組裝超大尺寸構(gòu)件成為可能。3D打印技術(shù)是一種采用逐層堆積直接進行零件成形的數(shù)字化增材制造工藝，能夠進行快速需求響應(yīng)，具有單件小批量定制化快速制造的優(yōu)勢，較適合空間制造需求。
 

　　根據(jù)空間探索對增材制造技術(shù)的不同需求，空間增材制造技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境可以劃分為空間艙內(nèi)環(huán)境、在軌原位環(huán)境、星球基地環(huán)境等三種環(huán)境約束條件。空間3D打印技術(shù)面臨著空間溫差環(huán)境、能源利用、材料來源與性能等技術(shù)挑戰(zhàn)。
 

　　據(jù)相關(guān)資料介紹，3D打印技術(shù)在太空的操作環(huán)境與地球大不相同，技術(shù)難度也不一。在地球上，依靠重力，3D打印機擠出的加熱塑料、金屬或其他材料能自然地沉積，一層一層打印出三維物體。而在太空零重力條件下，需要使用以給定速率旋轉(zhuǎn)的離心機來確保材料沉積到位，或者修改3D打印的過程來使設(shè)備平穩(wěn)運行。
 

　　這次進行的艙內(nèi)復(fù)合材料空間3D打印，采用連續(xù)纖維增強復(fù)合材料3D打印工藝方法，系統(tǒng)自主完成了連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的樣件打印，實現(xiàn)了高性能材料功能零件的空間快速制造實驗，這對研究有效載荷發(fā)射過程、空間環(huán)境等對裝備穩(wěn)定性、3D打印過程、制件微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響規(guī)律，為空間3D打印工藝裝備的優(yōu)化提供了基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)。
 

　　(原標題：太空3D打印有什么大不同？專業(yè)說法來了！)