中科院太空制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)介紹太空立體光刻3D打印的意義

來源：科普前沿

中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心的太空制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在王功研究員帶領(lǐng)下，成功實(shí)現(xiàn)立體光刻3D打印技術(shù)對金屬/陶瓷復(fù)合材料進(jìn)行微米級精度太空制造的零的突破。關(guān)于此次實(shí)驗(yàn)的重要意義及研究過程中的難點(diǎn)，俄羅斯衛(wèi)星通訊社專訪了中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心王功研究員。

王功在采訪中說：“這次試驗(yàn)突破以往太空制造中以絲材為主的材料體系，驗(yàn)證了新型太空制造材料及新的技術(shù)手段，大幅提高了在軌制造精度。空間立體光刻工藝相比于目前太空制造所普遍采用的熔融沉積工藝，最大的優(yōu)勢在于直接成形精度更高，并且可將材料由高分子材料擴(kuò)展至陶瓷、金屬、生物材料、月壤等納米/亞微米粉末材料。”

此前，國際同行普遍認(rèn)為該工藝在微重力環(huán)境下不太可能被使用，因?yàn)槠渲饕�原材料是液體，而液體在微重力環(huán)境中非常容易自由飄散。王功介紹稱，此實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)就在于，需要攻克液體在失重環(huán)境下難以精確控制的問題。

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他說：“在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)過程中，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用一種具有剪切變稀特性的軟物質(zhì)材料，針對在軌環(huán)境特點(diǎn)，調(diào)整其流變性能，實(shí)現(xiàn)了在失重環(huán)境中陶瓷/金屬軟物質(zhì)材料的微米級精密在軌制造。”

據(jù)介紹，王功團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在太空中建立工廠，以服務(wù)空間站建設(shè)運(yùn)營。但目前仍有幾大難點(diǎn)需要攻克，他說：

“在微重力環(huán)境下，一方面，航天員保持自身姿態(tài)和動(dòng)作穩(wěn)定是很困難的；另一方面，難以對材料進(jìn)行精確控制。而太空中有限的空間和資源對制造設(shè)備和工藝提出的挑戰(zhàn)是要做到：易操作、低功耗、小型化。另外由于航天員工作生活都在太空中相對狹小的密閉空間，整個(gè)制造過程不能產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)�！�

太空制造的根本目的是提升人類在地外的活動(dòng)和生存能力。太空制造未來發(fā)展可分為“小型零部件制造”“大型空間裝置制造及在軌組裝”“探測月球、火星等地外深空環(huán)境中更綜合的制造活動(dòng)”三個(gè)階段。

王功指出，現(xiàn)在還處于第一階段，大概只解鎖了這個(gè)階段10%的工作，還有大量的工作需要去做。