世界首次微重力特種陶瓷3D打印研發(fā)成功

我國是世界上最早發(fā)明陶瓷的國家，對(duì)于陶瓷的技術(shù)也是在不斷的發(fā)展與進(jìn)步。作為先驅(qū)者，現(xiàn)如今，我國已經(jīng)在研發(fā)能夠在太空制造特種陶瓷的技術(shù)。也就是微重力特種陶瓷3D打印技術(shù)。這個(gè)技術(shù)最大的特點(diǎn)就是能夠在月球、火星或其他星球上去生產(chǎn)特種陶瓷，而且也能夠運(yùn)用此技術(shù)將月塵（月球表面覆蓋的塵土）做成茶壺茶碗等日常用品。

試驗(yàn)?zāi)康?/strong>
此次，中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心科研人員在杜本多夫利用歐洲失重飛機(jī)成功完成了國際首次微重力下陶瓷材料立體光刻成形技術(shù)試驗(yàn)。而這一次的試驗(yàn)其目的很明確，就是為了將來能夠在空間站直接快速的制造出零部件，在太空直接組建大型望遠(yuǎn)鏡或其他科學(xué)儀器。

這樣一來，在我國探索太空的時(shí)候所需要的儀器就不必再從地面上通過火箭運(yùn)載過去，可直接生產(chǎn)，儀器出現(xiàn)故障也能夠及時(shí)維護(hù)。即節(jié)省了時(shí)間，又節(jié)省了發(fā)射火箭所需的人力、物力?？梢哉f這項(xiàng)技術(shù)如果成功研發(fā)將使我國在航天領(lǐng)域跨出一大步！

技術(shù)難關(guān)
立體光刻是一種在地面上常用的3D打印工藝，但以往航天界認(rèn)為這種工藝不適用于微重力。而主要的一個(gè)原因就是在微重力的情況下，粉末材料在制造過程中難以得到有效的控制。國際上普遍采用絲狀材料作為太空制造的主要材料形態(tài)，但這種方式的一次成型精度和表面光潔度較低，實(shí)際應(yīng)用潛力受限。

面對(duì)這一問題，我國科學(xué)家花費(fèi)了兩年多的時(shí)間，終于研發(fā)出一種“不會(huì)再微重力中四處飄散的膏體”，也就是一種將精細(xì)的粉末均勻地混入一種特殊的樹脂中，制作成膏體，再通過光刻固化的新型技術(shù)。這一技術(shù)的研發(fā)成果無疑是微重力特種陶瓷制造的一大進(jìn)展。這一技術(shù)同樣可以用來月壤等各種精細(xì)粉末，即我們可以同過此技術(shù)在月球或火星等星球上就地取材，制造我們所需要的儀器設(shè)備。

成果
本次的微重力下陶瓷材料立體光刻成形技術(shù)試驗(yàn)于2018年6月12日開始，截止到６月１３日下午，共進(jìn)行了２８次微重力、２次月球重力和２次火星重力飛行，搭載的兩套裝置共獲得１０件陶瓷樣品和８件金屬樣品。

這次制造的陶瓷樣品，包括一面半個(gè)手掌大小的具浮雕效果的陶瓷國旗，有五角星和“中國”字樣，一塊六邊形結(jié)構(gòu)件和幾個(gè)立方體。金屬樣品包括螺絲釘和一個(gè)小扳手。

未來展望
我國的這次試驗(yàn)是世界首次微重力特種陶瓷打印技術(shù)試驗(yàn)，通過這此的試驗(yàn)，已經(jīng)能夠制造出平整規(guī)則的物體。在之后的研發(fā)中，也將測(cè)試樣品在不同中立條件下的致密度。而此次獲得的樣品質(zhì)量都很好，說明這種工藝對(duì)不同重力的適應(yīng)性常不錯(cuò)的，驗(yàn)證了這種思路是可行的。

此次新技術(shù)的研發(fā)成功，有望在未來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體、生物支架、光學(xué)部件、微機(jī)電系統(tǒng)等產(chǎn)品在太空探索任務(wù)中的原位快速制造，也為月塵月壤等月球資源的就位利用提供了新技術(shù)途徑，將在太空制造領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

來源：中國特種陶瓷網(wǎng)