中国新(xīn)型运载(zǎi)火箭(jiàn)“长征5号B ”于5月5日成功(gōng)完成首(shǒu)飞。期间,载人飞船试验船搭载的“复合(hé)材料空间3D打印系统”在微(wēi)重力条件下成功打印连续纤维增强复合材料。
南京航空航(háng)天大学材料科学与技术学院李勇教授向俄罗(luó)斯卫星通讯(xùn)社(shè)介绍太空(kōng)3D打印的(de)发(fā)展前景。
李勇教授表示,3D打印技术对于太空探索具(jù)有重要(yào)意义,将(jiāng)简化超大型结构的制(zhì)造。
他说:“在我们需要(yào)向太空(kōng)发射的物质中,部(bù)分由于受结构尺(chǐ)寸过大的限制(zhì)无法被带入太(tài)空。随着复合材料空间3D打印技(jì)术的发展,我们(men)便可以先向(xiàng)太(tài)空发射原材料,然后在太空中进行超大型结构在轨制造。可以说这一技术对未来我(wǒ)们探索(suǒ)太空具有重要的意义。”
专(zhuān)家同(tóng)时指出,连(lián)续纤维(wéi)增(zēng)强复合材料是当前现代航(háng)天器结(jié)构(gòu)的主(zhǔ)要(yào)材料,具有密度低、强度高、重(chóng)量轻(qīng)的特点。
专家表(biǎo)示:“节省重量对(duì)于(yú)物质进入太空是(shì)非常(cháng)重要的(de)关键因素,复合材料不仅重量轻(qīng),强(qiáng)度也(yě)比远高于金属,同时密度仅(jǐn)为1.6g/cm,而(ér)大众所熟知的钢密度(dù)就有7.8g/cm。”
3D打印复合材料通常(cháng)用于制造无法发射到太空的设(shè)备:从特(tè)殊天线(xiàn)到整(zhěng)个设(shè)备组件。中国国家航(háng)天局此前宣布,中国(guó)计划成为全球(qiú)首个在月球建立基地的国家,将(jiāng)使用(yòng)太空3D打印技术建造。

太空3D打印是航天领域非常有前景并(bìng)快速发展的领域,但这一领域的竞争才刚刚开始(shǐ)。
美国Made In Space公司于2016年开发出用于太(tài)空3D打(dǎ)印(yìn)的打印机—The Zero-Gravity。如果宇航(háng)员(yuán)紧急(jí)需要用品,比如特殊(shū)的扳手,那么他能(néng)够根(gēn)据从地球发送的图(tú)纸,当天进(jìn)行打印。有两台这款打(dǎ)印机已(yǐ)经在国(guó)际空间站成(chéng)功使用。
伯明翰大(dà)学研(yán)究人员开(kāi)发出(chū)用于太空3D金属打印(yìn)技术(shù)设备。这款设备可以克服重力,直接在轨道制造航天器。
美国国家航空航天局(NASA)资助(zhù)3D食品打印技术,成功研发(fā)BeeHex打印机(jī),可(kě)以直(zhí)接在轨道上快速打印美味的比萨。但目前这项技术没有被使用,未来计划(huá)在例(lì)如火星(xīng)旅行这样的(de)远距离太空飞行的情况(kuàng)下使(shǐ)用。
南加州大学(xué)教授贝罗克·霍希尼维(wéi)斯研发出一种可以在其他(tā)星球(qiú)打印(yìn)房屋的技术,机器人可以将建筑材料(liào)水泥一(yī)层一层铺开。
这(zhè)些想法遇到的主要(yào)困难是(shì)如(rú)何(hé)在(zài)太(tài)空中找到建筑(zhù)材(cái)料(liào)。因此,NASA资助Made In Space公司制造飞向小行星来获得资源的(de)特殊(shū)航(háng)天(tiān)器(qì),并将其变为“载人仓(cāng)库(kù)”。