国内首台空间在轨3D打印机将亮相 可在太空打印零部件

空间在轨3D打印机 记者 邹飞 摄

　　电影《火星救援》里，宇航员马克·沃特尼被孤身遗留在火星后，只有等下一次执行火星任务的飞船来接他回家。实际生活中，当空间站出现故障需要维修时，也有可能要花很长时间等待飞船从地面带来零部件进行更换。如果有一台空间在轨3D打印机，就能在太空打印所需零部件，提高空间站运行效率。昨日，中科院重庆研究院介绍，由该院和中科院空间应用中心共同研制成功的国内首台空间在轨3D打印机将亮相本届高交会，这是该3D打印机首次对外亮相。据悉，该技术有望在2020年运用于我国空间站。

　　 可在失重环境下完成打印

　　昨日，记者在中科院重庆研究院看到了这台空间3D打印机。与普通3D打印机相比，这台机器看起来更小巧，与微波炉的大小相差无几。而这台机器打印出来的扳手、螺丝等塑料零件看起来很精致。工作人员将打印机倾斜后，打印机仍然正常工作。

　　“与普通的3D打印机最大的区别是，这台机器可在超重、失重以及正常重力状况下正常工作，而普通机器只能在正常重力情况下工作。”中科院重庆研究院3D打印技术研究中心主任段宣明介绍，在微重力环境下实现正常打印，是空间3D打印机能在空间站工作的重要因素。

　　为了实现这种可能，总共花了两年时间进行研发。近日，这台打印机在法国波尔多完成了抛物线失重飞行试验。段宣明介绍，在为期3天的飞行试验中，打印机总共进行了93次打印试验，从而成功获取了微重力环境下对3D打印工艺参数影响的实验数据。试验证明，这台打印机可以在失重、超重以及正常重力的情况下完成打印，目前能打印的材料包括工程塑料、复合材料。

　　“乘坐火箭升空的过程会有强烈的颠簸，并且太空中不确定的因素也很多。但试验证明，各种复杂的姿态都不会影响这台3D打印机的工作。”段宣明说，无论把机器横置还是斜放，它都可以正常打印。

　　 打印尺寸超过NASA3D打印机

　　在法国波尔多的飞行试验中，这台打印机完成了4种模型的微重力打印。其中，打印了一块“中国科学院”字样的牌子，还打印了多个小巧的长方体。

　　段宣明介绍，这台3D打印机能够打印最大零部件尺寸达200×130mm，该尺寸是NASA首台空间在轨打印机打印尺寸的两倍以上，并超过今年3月26日NASA运至国际空间站的升级版3D打印机打印尺寸。

　　这台3D打印机还能打印塑料扳手、螺丝等零件，打印一个约8厘米长的扳手花时2小时左右，打印速度约为10~30mm/秒。

　　段宣明介绍，空间在轨3D打印机能够有效地解决空间站维修保障需求，它能够帮助宇航员在失重环境下自制所需的实验和维修工具及零部件。

　　“如果空间站在某些细小的零部件出现了问题，就可以用3D打印机迅速打印出一个零部件作为临时替代品，这样既节省了空间运输成本，又节省时间和空间。”他说，在这项技术出现以前，为了解决空间站维修问题，往往需要存储一些现成的零部件，但实际上可能根本用不上，比如缺A零件时存储的却是B零件，这样就需要等到下一个飞行周期的货运飞船将零件送上来，等待时间长则半年。

　　目前，全世界仅有3台空间在轨3D打印机送上国际空间站，两台是NASA支持的一家公司研发的，另一台是欧洲研发的。“我们期待自己研发的空间在轨3D打印机能够为我国2020年完成空间站建造及其后期运营奠定基础。”段宣明表示。

　　第十二届重庆高交会暨第八届国际军博会将于明天在南坪的重庆国际会展中心举行。届时，这台空间在轨3D打印机也将在高交会上向市民亮相。

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　　 2465个国内外高新项目亮相高交会

　　昨日，重庆高交会组委会办公室介绍，招展工作已在上周完成，总共将有国内外2465个高新技术项目齐聚亮相本届高交会，市民可以大饱眼福。其中，中国科学院将有涉及智能、光电、环境等领域的80余项科研成果亮相本届高交会。如由中科院重庆研究院研发的“华鹊”手术机器人将首次公开展示，这台机器人不仅可以实现精确定位、减轻医师疲劳、提高手术安全性、切口小、病菌少、流血少，同时还能做到突破人眼极限，使手术视野放大20倍。