轉載--讀創(chuàng)/深圳商報記者 劉娥

近日，長征五號B運載火箭首飛成功，所搭載的一臺“3D打印機”成功打印出了相關對象。這是我國首次進行太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復合材料的3D打印實驗，被認為是“打開了太空制造的大門”。

  我國為何開發(fā)太空3D打印技術？太空3D打印有哪些優(yōu)點？圍繞這些問題，讀創(chuàng)/深圳商報記者采訪了相關專家。

       深圳巨影投資發(fā)展有限公司總經理黃偉表示，近年來，3D打印技術進入飛速發(fā)展階段，在汽車、航空航天、建筑業(yè)、醫(yī)學以及其他領域的應用十分廣泛?，F(xiàn)在大家也將眼光放眼于太空。用3D打印技術能在太空的失重環(huán)境下打印出滿足設計人員需求的幾乎任意形狀，這無疑會讓太空探索得到極快發(fā)展。

      黃偉介紹，太空3D打印技術可應用的領域主要以下幾點：一是為載人航天器在軌制造替換零件，拓展航天器的壽命，節(jié)約重復發(fā)射的成本；二是材料的太空再循環(huán)利用，一臺3D打印機可直接利用老化和廢舊材料進行回爐再制造，不必耗費新材料，甚至直接捕獲太空垃圾制造零件，節(jié)約金錢的同時還很環(huán)保；三是在軌制造在地面難以發(fā)射的部件，特別是物理尺寸較大的部件，如超大型光學鏡頭等。此外，技術足夠成熟后還可制造整個航天器，雖然比較科幻，但理論上實現(xiàn)起來并非不可能。

      我國首次太空3D打印實驗成功后，不少網友驚呼：“3D打印成功了，距離太空開廠不遠了！”事實上，太空3D打印還有不少難點。黃偉表示，目前主要的困難有幾個方面：一是太空環(huán)境復雜。太空處于微重力和零重力環(huán)境、無空氣流動、晝夜溫差大，對材料的加工精度、工藝和設備固定產生未知影響，相關的控制理論研究尚未完成。二是質量管控難度大。加工流程和產品性能的監(jiān)控都需要在太空環(huán)境下完成，與之配套的監(jiān)控設備、內容、標準、方式還有待完善。三是保障設施不完善。保障設施需要提供緩解外界壓力的穩(wěn)定平臺，傳輸視頻、遙控指令、狀態(tài)監(jiān)測等數(shù)據(jù)，必須針對不同的加工工藝提供不同功率，具備較高的自動化水平，這些都需要系統(tǒng)性研究。四是人參與環(huán)節(jié)不可避免。3D設備的搬運、檢查和調試、產品校驗、軟件加載等都需要人的參與，目前還不能做到完全無人化操作。

據(jù)透露，深圳3D打印企業(yè)也在為國家貢獻力量。深圳巨影3D打印機目前在為酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天提供技術支持與設備方案，利用3D打印技術對相關設備零件進行快速制造、快速修復、快速掃描檢測。

值得一提的是，此次3D打印上太空，使用的技術是FDM熔融擠出，然后靠機械力從噴頭擠出來，層層堆積成型。黃偉認為，此項技術已經非常穩(wěn)定與成熟，而且材料面應該非常廣闊，本次使用的連續(xù)纖維增強復合材料，是當前國內外航天器結構的主要材料，密度低、強度高，開展復合材料空間3D打印技術研究。

建議還可以用石墨烯復合材料，這種材料具有更強大的功能，目前公司與這方面的專家在開展實驗，并取得了很好的驗證。因為石墨烯復合材料根據(jù)配比不同，可以使用低重量，高強度，以及高導電度等各種功能性，相信可以在不久的將來，真正實現(xiàn)可替換航天器上的部分金屬零件。

那么什么是3D打印技術，其實它的原名實際叫——增材制造（作為巨影3D創(chuàng)新創(chuàng)客科普教育基地，我們來科普一下：增材制造——這個是與傳統(tǒng)的減材加工方式的相對名稱，與之對應的就是“減材制造：材料不斷減少”、“等材制造：材料相等，基本上不增加也不減少”），對于大眾來說，“3D打印”這個名稱更加有科技感，也更加讓老百姓容易理解。

如今，3D打印上天，只是人類的一小步，在未來宇宙空間中，3D打印技術將成為最基礎，最為重要的制造方式，為人類征戰(zhàn)星途與遨游太空、探索寫宇宙賦予更大的能力。巨影3D打印設備研發(fā)中心《3D打印創(chuàng)新創(chuàng)客科普教育基地》，一直在努力為中國載人航天事業(yè)提供設備與技術支持，開展著軍民合作，為載人航天事業(yè)發(fā)展提供更完善的綜合解決方案。