歐航局成立先進(jìn)制造實驗室研究3D打印技術(shù)

2016年7月19日，歐洲航天局（ESA）自豪地宣布了成立了一家新的先進(jìn)制造實驗室，該實驗室將為了未來的太空任務(wù)而致力于3D打印和其他先進(jìn)制造技術(shù)的研究。

據(jù)歐航局局長General Jan Woerner表示，在過去幾年中，他們已經(jīng)提出幾個與太空3D打印有關(guān)的大膽計劃，包括月球上建立一個3D打印的基地等。而歐航局的這座先進(jìn)制造實驗室位于牛津郡Harwell，隸屬于科技設(shè)施委員會（STFC）的Rutherford Appleton 實驗室（RAL），預(yù)計將成為歐航局把上述計劃變成現(xiàn)實的道路上邁出的重要一步。

“有大量的新興技術(shù)具有明顯的潛力，比如更輕、更便宜的航天器結(jié)構(gòu)，但我們必須確保它們完全適用于無限的太空�！必�(fù)責(zé)先進(jìn)制造實驗室的Andrew Barnes說。“我們的實驗室旨在為太空任務(wù)評估備選材料和制造工藝，并在太空任務(wù)的早期開發(fā)中提前篩選材料和工藝。由此獲得的結(jié)果將有助于幫助ESA和其它航天產(chǎn)業(yè)決定未來技術(shù)投資的方向。

該實驗室配備有金屬3D打印機以及功能強大的顯微鏡、X射線CT設(shè)備和幾個窯爐。該實驗室還可以用于機械測試，比如顯微硬度和抗拉強度測試等。除此之外，研究人員還可以使用RAL的其他設(shè)施，比如中央激光設(shè)施（Central Laser Facility）、ISIS中子和介子源（ISIS neutron and muon source）、鉆石光源、以及半導(dǎo)體潔凈室和低溫實驗室等。

“我們已經(jīng)使用了STFC ISIS脈沖散裂中子源來研究攪拌摩擦焊接的鈦部件的結(jié)構(gòu)完整性，并將其用于航天器推進(jìn)劑貯箱中�！痹搶嶒炇已芯繂TSarah Baker說�！癐SIS可以利用中子衍射來測量粒狀材料中的殘余應(yīng)力（residual stress）�！�

“摩擦焊接是利用高速摩擦將金屬部分焊接在一起，而不是利用外部發(fā)熱來融化零件。摩擦焊接可以獲得更強的焊接效果。使用ISIS我們可以通過測量內(nèi)部應(yīng)力來確認(rèn)最終的焊接質(zhì)量。”

另外，該實驗室的工作還包括對3D打印過程的仔細(xì)檢驗，具體包括設(shè)計過程、物理工藝參數(shù)和材料，及其對制造零件質(zhì)量的影響等。這座先進(jìn)制造實驗室最新還加入了一個遍布?xì)W洲的ESA實驗室網(wǎng)絡(luò)——該網(wǎng)絡(luò)包括歐洲航天研究和技術(shù)中心（ESTEC）等。

位于荷蘭ESTEC被ESA形容為歐洲太空計劃的“技術(shù)心臟”。它材料和電器元件實驗室在材料和設(shè)備的檢測方面承擔(dān)了大量的任務(wù)。根據(jù)ESTEC材料技術(shù)負(fù)責(zé)人Tommaso Ghidini的說法，新成立的先進(jìn)制造實驗室將為其所做的工作提供更多必要的支持。

“在ESTEC，大部分的工作是在快速反饋的基礎(chǔ)上來支持太空項目的需要，對材料和設(shè)備進(jìn)行測試和故障分析，不過它是在比較高的技術(shù)成熟度水平上進(jìn)行的。”他說。“而Harwell的這家實驗室將通過專注于成熟度比較低的技術(shù)來協(xié)助ESTEC。在這里，我們可以在不同的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，通過將樣品轉(zhuǎn)化為納米模型去理解樣品的根本結(jié)構(gòu)，以及它的物理性能，所以我們可以真正實現(xiàn)由內(nèi)到外了解備選材料，或找到具有很高太空應(yīng)用潛力的早期技術(shù)。”

這座新的實驗室是歐航局先進(jìn)制造計劃的一部分。該計劃是最近才制訂的，其主要目的是推動增材制造和其他先進(jìn)的制造技術(shù)在歐洲所有太空計劃中的應(yīng)用，以及為其制訂最終標(biāo)準(zhǔn)。
來源：marker8

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