而作為當(dāng)今世界最具影響力的高新科技之一——航天工業(yè),也已經(jīng)將發(fā)展方向與3D打印技術(shù)靠攏。眾所周知,航天工業(yè)的強(qiáng)弱是衡量一個國家科技力量的標(biāo)尺。而發(fā)展航天事業(yè)也是各個國家比拼國力,爭奪太空資源的必要手段!那么,3D打印技術(shù)又能夠給航天技術(shù)帶來些什么不一樣的東西呢?
3D打印是快速成型技術(shù)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。它與普通打印工作原理基本相同,打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。其最大優(yōu)點(diǎn)就是無模具制作,由電腦藍(lán)圖直接制作實(shí)物。換句話來說,你想到的一切東西都可以用3D打印來完成!國防大學(xué)軍事后勤與軍事科技裝備教研部教授李大光表示上世紀(jì)八九十年代,要研發(fā)新一代戰(zhàn)斗機(jī)至少要花10-20年的時間,而如果借助3D打印技術(shù)及其他信息技術(shù),最少只需3年時間就能研制出一款新戰(zhàn)斗機(jī)。
這對于航天事業(yè)這樣高消耗的工程可以帶來很多的優(yōu)點(diǎn):
1.節(jié)省材料,大力提高材料使用率。由于使用了無模具打印,無疑可以省去大量制作模具的材料。
2.提高制作精度,降低制作難度。航天零件的精度要求相當(dāng)之高。毫無疑問,由電腦直接控制打印的零件,精度遠(yuǎn)高于由模具生產(chǎn)的零件精度,而模具制作的難度也可免去。
3.制作周期短,可迅速補(bǔ)充零件。減少了模具的生產(chǎn),制作周期自然而然的可以減短。
4.制作材料各部分可控。傳統(tǒng)模具生產(chǎn)是,將材料注入模具,其模具內(nèi)的變化難以控制,而3D打印則可控制零件打印的各個部分的材料。
對此,世界各國都已做出了自己的努力:
2014年9月底,NASA預(yù)計將完成首臺成像望遠(yuǎn)鏡,所有元件基本全部通過3D打印技術(shù)制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術(shù)制造整臺儀器的單位。
2014年8月31日,美國宇航局的工程師們完成了3D打印火箭噴射器的測試。
2014年10月11日,英國一個發(fā)燒友團(tuán)隊用3D打印技術(shù)制出了一枚火箭,他們還準(zhǔn)備讓這個世界上第一個打印出來的火箭升空。
2015年4月21日,NASA工程人員正通過利用增材制造技術(shù)制造首個全尺寸銅合金火箭發(fā)動機(jī)零件以節(jié)約成本,NASA空間技術(shù)任務(wù)部負(fù)責(zé)人表示,這是航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)應(yīng)用的新里程碑。
2015年6月22日報道,國營企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團(tuán)公司以3D打印技術(shù)制造出一架無人機(jī)樣機(jī),重3.8公斤,翼展2.4米,飛行時速可達(dá)90至100公里,續(xù)航能力1至1.5小時。
2016年4月19日,中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院3D打印技術(shù)研究中心。
對外宣布,經(jīng)過該院和中科院空間應(yīng)用中心兩年多的努力,并在法國波爾多完成拋物線失重飛行試驗(yàn),國內(nèi)首臺空間在軌3D打印機(jī)宣告研制成功。
然而,現(xiàn)如今,3D打印并未在航天事業(yè)中普及,為什么呢?3D打印技術(shù)在大型零部件的制作上有很大的局限性,因其內(nèi)部壓力的變化,可以會使零部件變形。其材料強(qiáng)度也一定程度上影響著打印材料的強(qiáng)度。這兩點(diǎn)是3D打印技術(shù)目前所遇到的絆腳石。
國內(nèi)外各個3D打印材料制造商也為其努力著。其中,我國的藍(lán)鑄3D打印金屬材料制造商也達(dá)到了世界頂尖水平,其研制的鎳基合金,鈷基合金等金屬打印粉末,就是應(yīng)用于航天科技的航天材料,其材料的進(jìn)一步發(fā)展也會為我國的航天事業(yè)盡一份力!