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，對于陶瓷的技術也是在不斷的發(fā)展與進步。作為先驅者，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。也就是微重力特種陶瓷3D打印技術。這個技術最大的特點就是能夠在月球、火星或其他星球上去生產特種陶瓷，而且也能夠運用此技術將月塵（月球表面覆蓋的塵土）做成茶壺茶碗等日常用品。

試驗目的
此次，中國科學院空間應用工程與技術中心科研人員在杜本多夫利用歐洲失重飛機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試驗。而這一次的試驗其目的很明確，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鏡或其他科學儀器。

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

技術難關
立體光刻是一種在地面上常用的3D打印工藝，但以往航天界認為這種工藝不適用于微重力。而主要的一個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，實際應用潛力受限。

面對這一問題，我國科學家花費了兩年多的時間，終于研發(fā)出一種“不會再微重力中四處飄散的膏體”，也就是一種將精細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。這一技術的研發(fā)成果無疑是微重力特種陶瓷制造的一大進展。這一技術同樣可以用來月壤等各種精細粉末，即我們可以同過此技術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備。

成果
本次的微重力下陶瓷材料立體光刻成形技術試驗于2018年6月12日開始，截止到６月１３日下午，共進行了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，一塊六邊形結構件和幾個立方體。金屬樣品包括螺絲釘和一個小扳手。

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

此次新技術的研發(fā)成功，有望在未來實現(xiàn)半導體、生物支架、光學部件、微機電系統(tǒng)等產品在太空探索任務中的原位快速制造，也為月塵月壤等月球資源的就位利用提供了新技術途徑，將在太空制造領域產生深遠影響。

來源：中國特種陶瓷網(wǎng)