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《金屬材料空間3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第23卷第5期載人航天Vol.23No.52017年10月MannedSpaceflightOct.2017金屬材料空間3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀梁靜靜，楊彥紅，金濤，周亦胄，孫曉峰（中國科學(xué)院金屬研究所，沈陽110016）摘要：空間3D打印技術(shù)對航天器維護及深空探測具有重要意義。結(jié)合金屬材料3D打印技術(shù)的特點及空間的微重力環(huán)境，從熱源適應(yīng)性、材料適應(yīng)性、成形工藝適應(yīng)性等方面探討了金屬空間3D打印所面臨的困難。在此基礎(chǔ)上，提出了空間3D打印宜選取電子束或激光為熱源、絲材為原料的技術(shù)方案，并簡述了目前國際上3D打印技術(shù)在微重力環(huán)境下金屬材料制備方面的研究現(xiàn)狀，分析
2、了微重力條件下金屬材料凝固時氣孔等凝固缺陷的形成及元素偏析行為。圍繞空間站建設(shè)和載人深空探測需求，討論了金屬材料空間3D打印在空間站自我修復(fù)及金屬構(gòu)件在軌制備等方面的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：空間3D打??；金屬構(gòu)件；微重力；空間站中圖分類號：TH16文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-5825（2017）05-0663-07ResearchStatusof3DPrintingTechnologyforMetalsinSpaceLIANGJingjing，YANGYanhong，JINTao，ZHOUYizhou，SUNXiaofeng（InstituteofMeta
3、lResearch，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China）Abstract：3Dprintingtechnologyinspaceisofgreatsignificancetothemaintenanceofspacecraftanddeepspaceexploration.Thedifficultiesofmetal3Dprintinginspacewerediscussedfromsever-alaspectsincludingtheheatsourceadaptability，themateria
4、ladaptability，theprocessadaptabilityandsoon.Onthisbasis，itisproposedthat3Dprintinginspaceshouldchooseelectronbeamorla-serastheheatsourceandwireastheinputmaterialstate.Thecurrentstatusof3Dprintingformetalhardwareundermicro-gravitywasbrieflyintroduced.Theinfluenceofreducedgravityont
5、hesolidifi-cationbehaviorandmicrostructuresofmetalswasanalyzed.Finally，theprospectof3Dprintinginspacestationconstructionandmanneddeepspaceexplorationwasdiscussed.Keywords：3Dprintinginspace；metalhardware；microgravity；spacestation直接制備工業(yè)、軍事需要的皮衛(wèi)星、納衛(wèi)星和具有1引言戰(zhàn)略功能的在軌平臺，甚至可將捕獲的航天器進增材制造（Ad
6、ditiveManufacturing，又稱3D打行拆卸，在軌道上組裝出新的航天器或空間武器。印技術(shù)）是一種新興的先進制造技術(shù)。與傳統(tǒng)工目前，我國正在進行空間站建設(shè)、載人航天計［3］藝相比，增材制造是利用計算機設(shè)計三維圖形，而劃和月球探測計劃。如果實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)件的后采用“逐點掃描成型”以實現(xiàn)零部件的近凈成空間制造、空間廢棄零部件的回收再制造、月球資［1］形。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，其獨特的工藝源的利用與原位制造等，將對我國空間探索產(chǎn)生特點在航天器維護及空間武器的在軌制造方面展巨大的推動作用。［2］現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景：不僅可以實現(xiàn)在軌設(shè)與地面環(huán)境相比，空間
7、環(huán)境極為特殊：微重力-5-6-4計、制備一些具備特殊功能的新零件，實現(xiàn)航天器（10～10g）、超高真空（低于1.33×10～-7的自我修復(fù)和更新?lián)Q代，還有望實現(xiàn)在航天器內(nèi)10Pa）、強輻射、溫度變化幅度大（-200～＋90℃）收稿日期：2017-04-06；修回日期：2017-08-10基金項目：國家自然科學(xué)基金（51401210）；載人航天預(yù)先研究項目（030302）第一作者：梁靜靜，女，博士，副研究員，研究方向為金屬材料增材制造、高溫合金成分優(yōu)化設(shè)計。E-mail：jjliang＠imr.ac.cn664載人航天第23卷［4］等，這些因素對在軌3D打印
8、工藝和材料提出了特殊要求。其中，影響空間站艙內(nèi)在軌3D打印的主要因
