我國首次太空3D打印成功完成

（觀察者網訊）央視網5月7日報道，我國成功完成首次太空3D打印，也是國際上第一次在太空中開展連續纖維增強複合材料的3D打印實驗。

5月5日18時，長征五號B運載火箭首飛成功。中國科學院表示，本次任務中，由中科院牽頭負責的中國載人航天工程空間應用系統，在新一代載人飛船試驗船上安排有在軌精細成型實驗、材料摩擦行為實驗、微重力測量試驗等三項科學實(試)驗。為未來中國空間站建設運營以及走向更遙遠的深空，進行前瞻科學研究和技術驗證。

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在新一代載人飛船試驗船上，科研人員在返回艙中安裝了一台“3D打印機”。飛行期間該系統自主完成了連續纖維增強複合材料的樣件打印，並驗證了微重力環境下複合材料3D打印的科學實驗目標。

此次完成的3D打印物件有2個，一個是一種蜂窩結構，另一個是CASC航天（中國航天科技集團）的一個標誌。

央視報道截圖

太空3D打印的操作環境與地球大不相同，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打印的過程來使設備平穩運行。

據中國新聞網5月5日的報道介紹，太空失重環境是立體光刻技術面臨的主要挑戰之一，普通的打印漿料在失重條件下無法保持穩定形態，會發生爬壁導致液麪起伏影響打印。

為進一步提升製造精度、擴大可用於太空製造的材料譜系，中科院空間應用中心研究團隊研製出“在軌精細成型實驗裝置”，創新地採用立體光刻3D打印技術對金屬/陶瓷複合材料進行微米級精度的在軌制造。

該團隊通過失重飛機進行了數百次微重力環境實驗，對漿料進行改進優化，使其從液態變為軟物質形態，在失重條件下可抵抗形變，抑制爬壁，在高剪切力作用下又可恢復良好流動性，保證了其在失重環境中打印順利進行。

在軌精細成型裝置（中） 來源：中科院空間應用中心

據瞭解，連續纖維增強複合材料是當前國內外航天器結構的主要材料，密度低、強度高，開展複合材料空間3D打印技術研究，對於未來空間站長期在軌運行、發展空間超大型結構在軌制造具有重要意義。太空探索過程中，材料和設備的“補給線”問題是巨大考驗，太空3D打印技術的發展，使實現航天器零部件的“自給自足”正在成為可能，為空間長期在軌運行、維護，甚至將來的空間站在軌擴建打下基礎。

2014年，美國國家航空航天局（NASA）研製了世界上首台太空3D打印機，並在國際空間站完成世界首次太空3D打印，揭開了人類“太空製造”的序幕。據介紹，其使用到的技術是FDM熔融擠出，通過噴頭加熱，高分子聚合物線材熔化成液態，然後靠機械力從噴頭擠出來，層層堆疊成型。

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