中国率先采用DLP技术开发微重力下的陶瓷3D打印
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责任编辑：六月芳菲 时间：2018-07-25 17:47
责任编辑：六月芳菲 时间：2018-07-25 17:47
[导读]中科院空间利用技术与工程中心的科学家刚刚成功地完成了一个3D微型重力印刷陶瓷零件实验。
3D打印在太空中。 这听起来像是“星际迷航”中的一些东西，完全不现实，但实际上它已经有一段时间了。 自2014年以来，美国国家航空航天局一直在国际空间站上试验零重力3D打印机，最近甚至提出升级。 但其他空间探索国家也不甘落后，中科院空间利用技术与工程中心的科学家刚刚成功地完成了一个3D微型重力印刷陶瓷零件实验。
据中国科学院空间制造技术重点实验室主任王功介绍，这是世界上第一个微重力陶瓷制造实验。 科学家们使用DLP 3D打印机在瑞士Novespace运行的欧洲抛物飞行飞机上制造陶瓷。
“这是一种广泛使用的3D打印技术，但之前被认为在微重力环境下不适用，”王功说。
在微重力下生产的陶瓷样品。图片来源：中国科学院空间利用技术与工程中心
根据CAS，这些微重力测试非常成功。在实验过程中，科学家们还使用3D印刷陶瓷模具测试了金属铸造技术。这两项实验都旨在进一步开发在中国未来的太空站生产仪器部件的技术，在太空中构建大型望远镜，甚至在月球和火星上建造太空望远镜。
月球尘主要由纳米或亚微米级的硅酸盐颗粒组成，与陶瓷原料相似。月球土壤还含有金属，如钛，铝和铁。
“我们可以开发这项技术，用月球粉尘制造陶瓷模具，然后用陶瓷模具在月球土壤中使用金属来铸造部件，”王先生说。
然而，细颗粒很容易漂浮，难以控制微重力。目前，灯丝在空间制造实验中普遍使用，但根据王的说法，灯丝的精度和光滑度并不理想。所以中国科学家开发了一种技术，将粉末混合成特殊的树脂形成糊状物，然后用DLP技术固化。
“我们的团队花了两年多的时间研究如何制作不会在微重力下自由浮动的糊，这是该技术中最具创造性和最有价值的部分，我们认为该技术可用于处理多种细颗粒， “王说。
6月12日和13日，他们在微重力下进行了28次实验，在月球重力下进行了两次实验，在欧洲飞机上进行了两次火星重力下的实验。他们共生产了10个陶瓷样品和8个金属样品。
3D打印在微重力下生产的金属样品。图片来源：中国科学院空间利用技术与工程中心
“我们想要测试我们是否可以用这种技术制作一个表面光滑的普通物体，并且我们使陶瓷立方体在不同的重力条件下看到它们的微观结构，”王说。
在金属铸造实验中，他们使用了螺丝和小扳手以及其他样品。
“样品质量很好，这表明该技术可以应用于不同的重力条件下，并验证了该技术的可行性，”Wang说。
该技术可用于快速原位生产半导体，生物支架，光学部件和用于太空探索的微机电系统。
“我们的长期目标是开发可以在月球或火星上工作的智能机器，但这些机器会更复杂，”Wang说。 “Elon Musk和SpaceX正在开发将人们带到其他星球的技术，并且我们正在开发技术来帮助他们生存下去。”Wang补充道。
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