
科研人員在觀察金屬材料微重力環(huán)境下鑄造的技術(shù)實(shí)驗(yàn)樣品在地面脫模情況。(中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心 供圖)
新華社北京6月19日電(記者喻菲)作為地球上最早發(fā)明陶瓷的文明之一,中國(guó)正在研發(fā)能夠在太空制造陶瓷的技術(shù)。它最令人激動(dòng)的應(yīng)用是到月球、火星或其他星球上去建造基地,當(dāng)然你也可以利用這一技術(shù)將月塵做成茶壺茶碗,為自己泡一杯茶。
近日,中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心科研人員在瑞士杜本多夫利用歐洲失重飛機(jī)成功完成了國(guó)際首次微重力環(huán)境下陶瓷材料立體光刻成形技術(shù)試驗(yàn)。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的中國(guó)科學(xué)院太空制造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王功說(shuō):“立體光刻是一種在地面上常用的3D打印工藝,但以往航天界認(rèn)為這種工藝不適用于微重力環(huán)境。”
中國(guó)科學(xué)家同時(shí)還利用3D打印的陶瓷模具完成了首次微重力環(huán)境下金屬材料鑄造技術(shù)試驗(yàn)。
王功說(shuō),這兩項(xiàng)試驗(yàn)的目的是為了將來(lái)能夠在空間站快速制造出零部件;在太空直接組建大型望遠(yuǎn)鏡或其他科學(xué)儀器;更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是為了開(kāi)展月球、火星等深空探索。
他說(shuō):“月塵的主要成分是納米級(jí)或亞微米級(jí)的硅酸鹽顆粒,其形態(tài)與我們平時(shí)制作陶瓷的原料形態(tài)類(lèi)似。月壤內(nèi)還含有鈦、鋁、鐵等金屬。”
“我們想探索一種工藝用月塵制造出陶瓷模具,再用這些模具將月壤中的金屬鑄造成金屬元部件。”
然而,微重力環(huán)境下粉末材料難以在制造過(guò)程中得到有效控制,國(guó)際上普遍采用絲狀材料作為太空制造的主要材料形態(tài),但該種方式的一次成型精度和表面光潔度較低,實(shí)際應(yīng)用潛力受限。
中國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種技術(shù),將精細(xì)的粉末均勻地混入一種特殊的樹(shù)脂中,制作成膏體,再通過(guò)光刻固化。

中科院實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)完成飛行任務(wù)后合影留念。(中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心 供圖)
“我們團(tuán)隊(duì)花了兩年多時(shí)間研究如何制造這種不會(huì)在微重力環(huán)境中四處飄散的膏體,這是我們的技術(shù)最具創(chuàng)新,最有價(jià)值的部分。這一技術(shù)可以用來(lái)加工月壤等各種精細(xì)粉末。”王功說(shuō)。
