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3D打印技术“上天”了?我国首次实现太空3D打印

2020年05月13日 11:27:12来源:机床商务网点击:3987

  【机床商务网栏目 机床上下游】5月5日18时整,为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭成功将搭载的新一代载人飞船试验船送入预定轨道,首飞任务取得圆满成功,实现空间站阶段飞行任务首战告捷。在此次新一代载人飞船上还搭载了一件完全由我国科研团队自主研发的新型装备——“连续纤维增强复合材料太空3D打印装备”,这将是我国首次太空3D打印实验,也是国际上第一次在太空中开展连续纤维复合材料的3D打印实验。
 
  我国首次实现太空3D打印
 
  科研人员将这台“3D打印机”安装在了试验船返回舱之中,飞行期间该系统自主完成了连续纤维增强复合材料的样件打印,并验证了微重力环境下复合材料3D打印的科学实验目标。
 
  航天科技集团五院529厂复合材料空间3D打印系统负责人 祁俊峰:“这是打印机本体,下面是供配电和控制区,我们开了个窗口,舱内的图像能实时(传)回来。这次打印的对象有两个,一个是蜂窝结构(代表航天器轻量化结构),另外一个是CASC标志。”
 
  据了解,连续纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料,密度低、强度高,开展复合材料空间3D打印技术研究,对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造,具有重要意义。
 
  航天科技集团五院529厂复合材料空间3D打印系统负责人 祁俊峰:“第一个目标就是要支持空间站的在轨长期有人照料的运行和维护。第二个目标是支持我们空间站在轨扩建。”
 
  西安交通大学研发原创技术
 
  这台具有里程碑意义的装备由西安交大科研团队与航天五院529厂共同研制而成。在卢秉恒院士的支持下,机械学院李涤尘、田小永教授在2014年就创新性地提出了基于连续纤维增强复合材料的3D打印技术,是国内最早从事连续纤维增强复合材料3D打印技术的研发团队。团队依托机械制造系统工程国家重点实验科研平台,在科技部重点研发计划、国家863计划、载人航天预研、国家自然科学基金等项目的支撑下,围绕高性能复合材料成形增材制造工艺装备与性能开展研究,探索高性能复合材料增材制造技术在航空航天领域的应用,获授权发明专利10余件,发表高水平论文20余篇,1篇ESI论文获得2019年《复合材料Part A》期刊最高引用论文奖。研究团队牢记西迁精神,面向国家重大需求,与包括航天一院、航天二院、航天四院、航天五院等多个单位开展合作研究,本次搭载的连续纤维增强复合材料就是项目团队与航天五院历时将近五年的合作成果。
 

西安交通大学研发团队开发的连续纤维增强复合材料太空3D打印地面验证原理样机
 

连续纤维增强复合材料3D打印技术原理与典型零件
 
  连续纤维增强复合材料3D打印技术采用连续干纤维束与热塑性聚合物为原材料,采用自主研发的打印头实现二者的复合浸渍与熔融沉积,实现了复合材料一体化制备与成形,开展了复合材料回收再打印技术和极端环境3D打印工艺研究,研究工作为太空3D打印走向工程化提供了原创技术。相关研究对于开发我国太空制造能力,实现空间站在轨制造、进一步开展深空探索都具有重大战略意义。研究团队将牢记习近平总书记对西安交大的深切嘱托,以爱国奋斗实现使命责任,做一流学问,创顶尖技术,不负韶华,只争朝夕,争取为我国科技发展作出更大的贡献。
 
  (资料来源:西安交通大学、央视网)
(本文由机床商务网原创提供,刊用本网站稿件,需经书面授权。)


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