中国新型运(yùn)载火箭“长征5号B ”于5月5日成功完成首飞。期(qī)间(jiān),载(zǎi)人飞船试验船搭载的(de)“复(fù)合材(cái)料空间3D打(dǎ)印(yìn)系(xì)统”在微重力(lì)条件下成功打印连续纤维增(zēng)强复合材(cái)料。
南京航空(kōng)航(háng)天大学(xué)材料(liào)科(kē)学与技术学院(yuàn)李勇教授向俄(é)罗(luó)斯卫星通讯社介(jiè)绍太空3D打印的发展前景。
李勇教授表示,3D打印(yìn)技(jì)术(shù)对于(yú)太(tài)空探索具有重要意(yì)义,将简化超大型结构的制造。
他说:“在我们需(xū)要向(xiàng)太(tài)空发射的(de)物质中,部(bù)分由于受(shòu)结构尺寸过大的限制无法被(bèi)带(dài)入太空(kōng)。随着复(fù)合材料空间3D打印技术的发展(zhǎn),我们便(biàn)可以先向太空发射原(yuán)材料(liào),然(rán)后在(zài)太(tài)空中(zhōng)进行超大型结构在轨(guǐ)制(zhì)造。可以说这一技术对未(wèi)来我(wǒ)们探索太空具有重(chóng)要的意义(yì)。”
专家同时指出,连续纤维增强复合材料是(shì)当前现代航天器结(jié)构的主(zhǔ)要材料,具有密度低、强(qiáng)度(dù)高、重量轻的(de)特点。
专家表示:“节省重量对于物质进入太空是非常重要的关键因(yīn)素,复(fù)合材料不仅重量轻,强度(dù)也比远高(gāo)于金属,同时(shí)密度仅为1.6g/cm,而(ér)大众所熟知的钢密度就有7.8g/cm。”
3D打印复合材(cái)料通常用于制造无法发射(shè)到太空的设备:从特(tè)殊天线到整个设备组件。中国国家航天局(jú)此前宣布,中国计划成为全球(qiú)首个在(zài)月球(qiú)建立基地的国家,将使(shǐ)用太空3D打(dǎ)印技(jì)术(shù)建造。

太空3D打印是航天领(lǐng)域非(fēi)常有前景并快速发展的领域(yù),但这一领域(yù)的竞争才刚刚开(kāi)始(shǐ)。
美国Made In Space公司于2016年(nián)开发出用于太空3D打印的打(dǎ)印机—The Zero-Gravity。如(rú)果宇航员紧急需要(yào)用品,比如特殊的(de)扳手,那么他能够根据从地球发送的(de)图纸,当天进行打印。有两台这款打印机已经在国(guó)际空间站成功使用。
伯明翰大学研(yán)究人员开发出用(yòng)于太(tài)空3D金(jīn)属(shǔ)打印技(jì)术设备。这款设备可以克(kè)服重力,直接在轨道制(zhì)造(zào)航天器(qì)。
美国国家(jiā)航空航天局(NASA)资助3D食品打印技术,成(chéng)功研发BeeHex打印机,可以(yǐ)直接在轨道上(shàng)快速打印美味的比萨。但目前(qián)这项技术没有(yǒu)被使(shǐ)用,未来计划在例如火星旅(lǚ)行这样的(de)远(yuǎn)距离太空飞(fēi)行的(de)情(qíng)况下使用。
南加州大学教授贝罗(luó)克·霍希尼维斯研(yán)发出一种可以在其他星球(qiú)打印房(fáng)屋的技术,机器人可(kě)以将(jiāng)建(jiàn)筑材料水泥一层(céng)一层铺开。
这些想法遇(yù)到的主要困难是如何在太空中找到建筑材料(liào)。因此(cǐ),NASA资助Made In Space公司制造飞(fēi)向小行星(xīng)来获得资源的特(tè)殊航天器,并将其变为(wéi)“载人仓库”。