中国新型运载(zǎi)火箭“长征5号(hào)B ”于5月5日成功完成首飞。期间,载人飞船试验(yàn)船(chuán)搭载(zǎi)的“复合(hé)材料空间3D打印系统”在(zài)微重力条件下成功打印(yìn)连续纤(xiān)维增强复合材料。
南京航空(kōng)航天大(dà)学材料科学与(yǔ)技(jì)术学(xué)院李勇(yǒng)教授向俄罗斯卫(wèi)星通讯(xùn)社介绍太空(kōng)3D打(dǎ)印的发展前景。
李勇教授表示,3D打印技术对(duì)于太空探索具有重要意义(yì),将(jiāng)简化超大(dà)型结构的制(zhì)造。
他说:“在(zài)我们需要向太空发(fā)射(shè)的物(wù)质中,部分由于受(shòu)结构尺寸过大的限(xiàn)制无法被(bèi)带入太空。随着复合(hé)材料(liào)空间3D打印(yìn)技术(shù)的(de)发展,我们(men)便可以先向太空发(fā)射原材料,然后在太空中进行超大型结构在轨制造。可以说(shuō)这一技术对未(wèi)来我们探索太空具有重(chóng)要的意义。”
专家同时(shí)指出(chū),连续纤维增强(qiáng)复合材料是当(dāng)前现代(dài)航(háng)天器(qì)结构(gòu)的主要材料,具有密度低、强度高、重量(liàng)轻的特(tè)点。
专家表示:“节省(shěng)重(chóng)量(liàng)对于物质进入太空是非常重(chóng)要(yào)的关(guān)键因素,复合材料不(bú)仅重量轻,强度也比远高(gāo)于金属(shǔ),同(tóng)时密度仅为1.6g/cm,而大众所熟知的钢密度就有7.8g/cm。”
3D打印复合材料(liào)通常用于制造无法发射到太空的设备:从特殊天线到整个设备组件。中国国家航天局此前宣布,中国(guó)计(jì)划成为全球首个在月球建(jiàn)立基地的国家,将(jiāng)使用太空3D打印技术建造。

太空3D打印是航(háng)天领域非常有前景并快速(sù)发展的领域,但这一领域的竞争(zhēng)才(cái)刚刚开始。
美(měi)国Made In Space公司于2016年开发出用于(yú)太空3D打印的打印机—The Zero-Gravity。如果宇航员紧急需要用(yòng)品,比如特(tè)殊的扳手(shǒu),那么他能够根据从地球发送的图纸,当天进(jìn)行打印(yìn)。有两(liǎng)台这(zhè)款(kuǎn)打印机已经在国际空间站成功(gōng)使用。
伯明翰大学研究人员开发出用于太空3D金属(shǔ)打(dǎ)印(yìn)技术(shù)设备。这款设备可以克服重力,直(zhí)接在轨道制造航天器。
美国国家航空航天局(NASA)资(zī)助(zhù)3D食品打印技术,成功研发BeeHex打印(yìn)机,可以(yǐ)直接在轨道上(shàng)快速(sù)打印(yìn)美味的比(bǐ)萨。但目(mù)前这(zhè)项技术没有被使用,未来计划在例如火星(xīng)旅(lǚ)行(háng)这样的远距(jù)离(lí)太空飞行的情况(kuàng)下使用。
南加州大学教授贝罗克·霍希尼维(wéi)斯研发出一种可以在其(qí)他(tā)星球打印房(fáng)屋的技术(shù),机器人可以将建(jiàn)筑材料水泥一层一层铺开。
这些想(xiǎng)法遇到的主(zhǔ)要困难是(shì)如(rú)何在太空中(zhōng)找到建筑材料。因此,NASA资助Made In Space公司制造飞(fēi)向小行(háng)星来获得资源的特(tè)殊航天器,并(bìng)将(jiāng)其变为“载人仓库”。