中科院太空制造技術團隊介紹太空立體光刻3D打印的意義

來源：科普前沿

中國科學院空間應用工程與技術中心的太空制造技術重點實驗室團隊在王功研究員帶領下，成功實現立體光刻3D打印技術對金屬/陶瓷復合材料進行微米級精度太空制造的零的突破。關于此次實驗的重要意義及研究過程中的難點，俄羅斯衛(wèi)星通訊社專訪了中國科學院空間應用工程與技術中心王功研究員。

王功在采訪中說：“這次試驗突破以往太空制造中以絲材為主的材料體系，驗證了新型太空制造材料及新的技術手段，大幅提高了在軌制造精度�？臻g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，國際同行普遍認為該工藝在微重力環(huán)境下不太可能被使用，因為其主要原材料是液體，而液體在微重力環(huán)境中非常容易自由飄散。王功介紹稱，此實驗的難點就在于，需要攻克液體在失重環(huán)境下難以精確控制的問題。

REUTERS / THOMAS PETER

他說：“在關鍵技術攻關過程中，團隊創(chuàng)新采用一種具有剪切變稀特性的軟物質材料，針對在軌環(huán)境特點，調整其流變性能，實現了在失重環(huán)境中陶瓷/金屬軟物質材料的微米級精密在軌制造。”

據介紹，王功團隊的目標是在太空中建立工廠，以服務空間站建設運營。但目前仍有幾大難點需要攻克，他說：

“在微重力環(huán)境下，一方面，航天員保持自身姿態(tài)和動作穩(wěn)定是很困難的；另一方面，難以對材料進行精確控制。而太空中有限的空間和資源對制造設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，整個制造過程不能產生任何有毒有害物質�！�

太空制造的根本目的是提升人類在地外的活動和生存能力。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”三個階段。

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