長征五號B火箭成功發射！將驗證3D打印金屬/陶瓷在軌制造

2020年5月5日18時0分，長征五號B搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，從文昌航天發射場點火升空。約488秒后，載荷組合體與火箭成功分離進入預定軌道，我國空間站階段的*飛行任務告捷。

這是中國*強火箭“胖五”！這是新一代載人飛船試驗船！

在本次任務中，由中國科學院牽頭負責的空間應用系統在新飛船試驗船安排了在軌精細成型實驗、材料摩擦行為實驗、微重力測量試驗等三項科學實（試）驗，將為未來我國空間站建設運營以及走向更遙遠的深空，進行前瞻科學研究和技術驗證。

中科院空間應用中心的太空3D打印研究

這次長征五號B火箭成功把我國新一代載人飛船試驗船送入了預定軌道，可以為我國太空3D打印提供了很好的研究機會。

為進一步提升制造精度、擴大可用于太空制造的材料譜系，由中科院空間應用中心研究團隊研制的“在軌精細成型實驗裝置”將創新采用立體光刻3D打印技術對金屬/陶瓷復合材料進行微米級精度的在軌制造。

太空失重環境是立體光刻技術面臨的主要挑戰之一，普通的打印漿料在失重條件下無法保持穩定形態，會發生爬壁導致液面起伏影響打印；通過國內外失重飛機，先后進行了數百次微重力環境下的實驗，對漿料在失重條件下的流變行為及內在機理進行了分析，利用化學及物理方法對漿料進行優化使其從液態變為軟物質形態，軟物質特有的屈服應力在失重條件下抵抗形變，抑制爬壁，且在較高剪切力作用下其又可以恢復良好的流動性，保證了3D打印順利進行。

據了解，中國科學院太空制造技術重點實驗室（CAS Key Laboratory of Space Manufacturing Technology, SMT）成立于2017年底，依托中國科學院空間應用工程與技術中心，是一個以“太空制造技術”為研究專題的科研實體。

早在2018年6月13日，中科院太空制造技術重點實驗室（依托單位為空間應用中心）科研人員在瑞士杜本多夫利用歐洲失重飛機圓滿完成了國際*微重力環境下陶瓷材料立體光刻成形技術試驗和基于陶瓷模具的金屬材料微重力環境下鑄造技術試驗，獲得多個完好的制造樣品及豐富的實驗數據。

太空3D打印的作用和優勢一般來說，當國際空間站內缺少某種工具或部件時，宇航員們就得花上數周甚至數月等待地面送來物資補給。有了太空3D打印機，技術人員在地球上設定出物品的制造程序（也就是設計模型文件），然后用電子郵件發送至國際空間站，整個過程耗時不到一周；而實際打印時間只有約4小時。南極熊3D打印網了解到，無論是美國，還是歐洲，還是俄羅斯，都在太空3D打印領域投入了熱情的研究。

3D打印技術在太空的操作環境與地球大不相同，技術難度也不一。在地球上，依靠重力，3D打印機擠出的加熱塑料、金屬或其他材料能自然地沉積，一層一層打印出三維物體。而在太空零重力條件下，需要使用以給定速率旋轉的離心機來確保材料沉積到位，或者修改3D打印的過程來使設備平穩運行。不過，原本基于地球的3D打印技術更容易適應有著微重力環境的月球和火星。

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