鋼鐵材料實現“太空造”
國際空間站打印出首個3D打印鋼鐵組件
2026-04-16 10:10:26
本報訊(記者楊悅)9月20日,世界鋼協官方發布的《3D金屬打印技術應用到國際空間站》文章指出,近期歐洲航天局哥倫布實驗艙的一台3D金屬打印機在國際空間站打印出首個鋼鐵組件,推動鋼鐵材料進入“太空時代”。作為世界首創,這台打印機使用液態不鏽鋼打印出一小條S形曲線,證明了3D鋼鐵增材製造(一種每次建造一層物體的工藝)可以在太空中實現。
“這條S形曲線是‘測試線條’,標誌著3D金屬打印機調試成功。不久後,我們將嚐試打印出完整的鋼鐵零件。”歐洲航天局技術官羅布·波斯特馬(Rob Postema)介紹,這台3D金屬打印機隻有一台常規微波爐的大小,由空客國防航天公司、AddUp公司(法國工業增材製造商)、克蘭菲爾德大學等共同開發,歐洲航天局提供項目資助,在今年1月份剛剛運抵國際空間站。
文章介紹,打印機到達國際空間站後,安裝是一個關鍵環節。歐洲航天局丹麥籍宇航員安德烈亞斯·莫根森(Andreas Mogensen)負(fu)責(ze)將(jiang)打(da)印(yin)機(ji)固(gu)定(ding)在(zai)哥(ge)倫(lun)布(bu)艙(cang),並(bing)確(que)保(bao)密(mi)封(feng),以(yi)保(bao)障(zhang)航(hang)天(tian)設(she)備(bei)和(he)宇(yu)航(hang)員(yuan)的(de)安(an)全(quan)。考(kao)慮(lv)到(dao)高(gao)功(gong)率(lv)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)安(an)全(quan)性(xing),航(hang)天(tian)員(yuan)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)打(da)印(yin)機(ji)內(nei)部(bu)環(huan)境(jing),以(yi)防(fang)有(you)害(hai)氣(qi)體(ti)或(huo)顆(ke)粒(li)泄(xie)漏(lou)到(dao)國(guo)際(ji)空(kong)間(jian)站(zhan)。其(qi)還(hai)需(xu)要(yao)降(jiang)低(di)內(nei)部(bu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)含(han)量(liang),以(yi)減(jian)小(xiao)金(jin)屬(shu)打(da)印(yin)過(guo)程(cheng)中(zhong)高(gao)溫(wen)引(yin)發(fa)的(de)燃(ran)燒(shao)風(feng)險(xian)。3D打印過程從不鏽鋼絲的沉積開始,與傳統的塑料絲打印不同,這些不鏽鋼絲通過高功率激光熔化,激光溫度高達1200攝氏度,激光將金屬絲熔化後逐層沉積到移動板上,逐步構建出零件。值得注意的是,打印機的實際操作員位於法國的CADMOS用戶支持中心,位於國際空間站的航天員隻需要操作排氣閥等,便可以開始打印。
羅布·波斯特馬介紹,雖然基於聚合物的3Djinshudayinjizaiguojikongjianzhandayinqitawutiyijingyouyiduanshijianle,hangtianrenyuanjileileyidingdejingyan,danshijinshuzhipindayinnandugengdayixie。weiceshidayinjizaitaikonggongzuozhongdegezhongkenengxing,hangtianyuanxianyaodayinyixieyudingxingzhuangdejinshu,ranhouzaijiangzhexiejinshusonghuidiqiu,yibiankexuejiabijiaoqiyuzaizhengchangzhonglitiaojianxiazaidiqiushangdayindexiangtongxingzhuangjinshudezhilianghexingneng。kexuejiamenjiangtongguoduibixiangguanshuju,lejieweizhongliduidayinguochenghejinshudeyingxiang。zhejiangbangzhugaijinweilaide3D打印技術,提高“太空製造”的可靠性。
相關學者表示,傳統的太空探索部件生產依賴於地球上的製造和運輸,成本高昂且運輸複雜。通過在國際空間站進行3D金屬打印,宇航員能夠在軌道上直接製造工具和部件,縮短了運輸時間、降低了運輸成本,對於執行長期任務具有重要意義。截至7月中旬,位於國際空間站的這一團隊已經成功打印了55層結構,完成了第一個完整樣品的一半。通過優化打印過程,其計劃將打印時間從每天3.5小時延長至每天4.5小時,進一步提高效率。
《中國冶金報》(2024年09月27日 02版二版)
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:宋玉錚
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