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    我国首次太空3D打印

    点击次数:67 更新时间:2020-05-09

    我国首次太空3D打印

    ——你身边的3D打印


           2020年5月5日,首飞成功的长征五号B运载火箭上,搭载着我国新一代载人飞船试验船,我国载人航天工程“三步走”已完成了前两步——载人飞船阶段和空间实验室阶段。此次飞行任务,也在一定程度上标志着第三步——空间站建设阶段大幕拉开。

           同时,船上还搭载了一台“3D打印机”,飞行期间开展了连续纤维增强复合材料的3D打印实验,这是我国首次太空3D打印实验,也是国际上首次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。连续纤维增强复合材料是航天器结构的主要材料,具有密度低,强度高的特点。实验中打印了2个物件:蜂窝结构和CASC的标志。

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           3D打印实验在此次发射任务中体现出来的意义是什么呢?它对未来空间站长期在轨运行,发展空间站超大型结构的在轨制造,具有重要意义。首先,它可以支持空间站的在轨长期有人照料的运行和维护,然后,支持可以支持空间站的在轨扩建,也正是对应了载人航天工程第三步的发展规划——空间站建设。简而言之,未来的空间站建设,将从现在的传统做法,即地面制造设备,发送到太空中,进而进行组装,逐渐过度为地面发送设备的设计图纸到空间站,由空间站依靠3D打印技术进行制造和组装。

           太空3D打印有什么优势呢?

           第一,3D打印能制造出高精度的复杂几何模型的设计产品,生产高度个性化的部件和模型正是其巨大优势。

           第二,越是高难度的结构设计模型,越是拥有时间成本的优势。

           第三,大大节省运输成本??占湔镜慕ㄉ枰揽炕鸺隹斓菰?,运送零部件和设备进行建设的话,无论金钱还是时间成本都是巨大的,试想一下,运送成品的零件、设备,需要占用的运输成本更多,还是运送3D打印的原材料——金属及非金属粉末更多?

           第四,空间站具备了自治能力,并提升了设备及零件的自给自足能力。

           第五,空间站的其他物品补给时间大大缩短。

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           此前,3D打印技术在太空中是否出现或应用过呢?2014年,由Made In Space公司制造的第一台太空3D打印机在国际空间站上成功打印了一个扳手。扳手的图纸是由工程师在地面设计完成之后上传到3D打印机中的。所以,只要在轨航天器通信不断,常用的工具都可以由地面设计好,再由太空中的3D打印机进行制造。2018年12月,俄罗斯首先在国际空间站上使用3D生物打印机制造出了生物器官——老鼠的甲状腺。

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           最近几年,3D打印成为强国争先发展的高科技领域,并且从不断展现的新闻事件中看出,3D打印技术在航空航天、军事工业、船舶制造、机械制造及其相关领域,开始逐渐增加曝光量,并越来越多的应用到民用领域,如医疗、轻工等。这一转变的速度,放在科技发展呈爆发式发展的年代,将会变的不可思议。

           1543年,哥白尼提出了日心说,彼时的政权持有者、舆论控制者是宗教组织,而日心说这一突破性的科学理论,在那个马路还泥泞不堪的世界中,不仅仅是一种思想的迸发、一股清流的存在,而是触及到了那个世界信仰体系的内核,挑战了科学知识掌控者的权威。17年后,布鲁诺为捍卫这一学说,被烧死在罗马鲜花广场,多么美丽的名字和地点,60年后,在伽利略的研究下,这一学说才逐渐被人们重视起来。

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           一个科学学说经历了世纪级的时间才得以论证和认可,甚至付出了惨烈的生命才得以发声并影响他人,我们庆幸这样的年代已经成为历史,但在知识爆发的当下,科学技术的诞生到应用就能够让大多数人摆脱400多年前的愚昧,快速的认知并认可吗?

    有一个被坊间普及性的案例,马云1999年创立阿里巴巴后,在各种碰壁中前行,淘宝诞生之初的负面声音比比皆是,但在顺应了发展趋势和市场规律的前提下,阿里最终成长成为电商奇迹,又让多少人兴奋、多少人唏嘘,甚至多少人豪言,当初我也如何如何,如果我也怎样怎样,现在将会如此如此。

           但现代社会就是如此,科技的爆发,信息的爆炸,并没有本质改变人性,而是经济体制的影响,诞生了一批抓住机遇的人,和更多麻木观望的人。

           还有一个社会现象,那就是少儿培训行业的疯狂发展,从传统的文化类培训,到艺术类培训,到体育类培训,这些类型的演进,见证的是什么?是人们对原有培训的审美疲劳吗?恐怕很多人早已得出推断,这仍然是经济发展的必然,一方面,居民可支配收入的增加为下一代参加培训提供了物质基础,另一方面,层出不穷的类型培训,在设计的本质上,也是遵循市场发展的规律。在学校教育和文化培训拉不开差距的时候,为提升孩子的综合能力,通过艺术、进而体育培训达成,甚至出现了诸如编程培训等,都是希望孩子能够更好的跟上发展、跟上节奏,步入社会后能够谋得一席之地。

           如果我的孩子参加少儿培训班,当他用懵懂的意识完成了一幅“画作”,我会对他大加赞赏,赞赏的是功底、是文笔、是画风、是“画作”本身吗?恐怕相同情况的家长们,赞赏的是孩子的运用想象力的意识和创作的主观能动性吧。没有多少家长是以安排孩子未来的专业为目的而参加培训的不是吗。假如有一项少儿培训叫3D打印设计,我们也并不是为了让孩子进入这个行业而报名,而是他的自带属性对人意识的影响,以及应用的全面性。

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           3D打印设计对人意识的影响是什么?并不高端、并不遥远,本质和学习美术培训没有区别,更多的工具层面的不同,因为最终的体现的想象力的发展。我们佩服美术大家画作的优美,充实精神世界,同时我们也依赖工业设计的图纸,实现产品的创新和生产,哪一项不是建立意识的开拓性基础之上。

           3D打印应用的全面性是什么?今天我们看到新闻说,3D打印已经应用在航空航天领域了,用高新技术材料打印了工具、打印了高精密部件、甚至打印更大的设备,陕西贵资丹新材料就是这样一家高端球形金属粉末的提供者。http://www.seamusoconnell.com/。同时我们搜索电商平台,也看到使用塑料等普及材料3D打印的小玩具、小配饰,我们可以抬起头来看看自己工作的环境,是不是自己公司的生产设备、设备的修复、生产的产品、服务、也可以用3D打印呢?

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