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中科院:未来可用新型陶瓷材料做“太空3D打印”

导读: 继2016年牵头开展我国首次“太空3D打印”技术实验后,历经两年多的研究和准备,自主研发了本次任务所用的纳米级类固态陶瓷膏体材料、3D打印陶瓷耐高温模具以及两套试验装备,为我国在太空中实现多种材料的高精度制造奠定了必要技术基础。

笔者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉,该中心科研人员近日在瑞士利用欧洲失重飞机,成功完成了微重力环境下陶瓷材料立体光刻成形技术试验,以及微重力环境下金属材料铸造技术试验,为我国空间站、深空探索等任务中实现“太空制造”拓宽了技术路线。

本次试验共进行了28次微重力、2次月球重力和2次火星重力飞行,搭载的两套装置分别对陶瓷材料和金属材料进行了预先计划的制造任务,共获得10件陶瓷样品和8件金属样品。

微重力环境下粉末材料难以在制造过程中得到有效控制,国际上普遍采用丝状材料作为太空制造的主要材料形态,但后者的一次成型精度和表面光洁度较低,实际应用潜力受限。

中科院太空制造技术重点实验室(依托单位为空间应用中心)自主研发的类固态膏体材料,是一种可在失重环境中约束精细粉末的新材料形态,具有适应多种微重力条件的流变特性。使用该材料可有效保证制造过程中材料形态的稳定,为微重力环境下粉末材料的高精度成型提供了新技术途径,有望在未来实现半导体、光学部件、微机电系统等产品在太空探索任务中的原位快速制造,也为月尘月壤等月球资源的就位利用提供了新技术途径。

中科院太空制造技术重点实验室是国际上第一个以先进太空制造技术为研究主题的实验室,继2016年牵头开展我国首次“太空3D打印”技术实验后,历经两年多的研究和准备,自主研发了本次任务所用的纳米级类固态陶瓷膏体材料、3D打印陶瓷耐高温模具以及两套试验装备,为我国在太空中实现多种材料的高精度制造奠定了必要技术基础。

笔者注意到,作为国内首家推出陶瓷3D打印机的厂商,北京十维科技已经开展了各种行业应用的尝试,目前在生物医疗(牙科与骨科)、熔模精密铸造、高端陶瓷产品定制化等方向,与国内外科研单位和企业展开广泛合作,探索各种领域的应用。

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