新材料助3D打印火箭部件

2022-10-18 2826 刘敬堂 澳门日报

 目前,太空执行任务所需的工具或食物药品等,都必须在地球上製造完成后,然后运输到轨道上,这些高昂的花费限制研究团队对太阳系的探索。然而,在3D太空打印技术的支持下,这一切都将改变。

 美国华盛顿州立大学日前发布消息称,该校研究人员发现,将少量模拟碎火星岩石与钛合金混合,在3D打印过程中製成一种更坚固、更高性能的材料,可用于製造探索这颗红色星球的工具和火箭部件。这一突破可以使未来的太空旅行更便宜、更实用。 据了解,上述研究仍处于早期阶段,研究团队希望通过使用不同的金属或3D打印技术获得更好的结果。

 研究人员指出,3D打印能在需要的时候,在太空中製造出几乎所有物品。为了做到这一点,研究人员对火星岩尘(风化层)进行了测试,这是一种黑色粉状物质,用于模拟在火星表面发现的岩石材料,其通过火星探测器的机械臂收集。研究人员使用基于粉末的3D打印机将模拟的火星岩尘与钛合金混合,钛合金因其耐热性和强度而常用于太空探索。

 团队还用高功率激光器将材料加热到超过二千摄氏度使它们熔化。接着,将熔化的混合物倒在一个移动的平台上,研究人员可创造出不同的尺寸和形状。材料冷却后,他们对其强度和耐用性进行了测试。 值得注意的是,研究人员在打印中使用了比例从百分之五到百分之一百不等的火星风化层,仅添加百分之五的火星风化层製成的零件没有任何裂缝或气泡,比单独使用钛合金的性能更好、更加坚固。这意味着它可以用来製造重量更轻的零件,并仍然能承受重载。而百分之一百由风化层製成的物体更容易破裂并且缺乏强度,儘管如此,该材料仍可用于製造涂料以保护设备免受生鏽或辐射损坏。

 研究团队指出,以上这项创新技术可以直接在火星上製造零件变成可能。在二○一四年,美国公司太空製造首次将3D打印机送去国际空间站,它被用来证明在微重力下打印出来的零件和在地球上打印出来的一样坚固。

 目前,这项研究让处于早期阶段,该研究团队后期将会使用不同的金属来进行混合,并提高3D打印技术,从而得到更加坚固的材料。

 新 丁

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