3D打印是一種應(yīng)用非常廣泛,,結(jié)合非常強(qiáng)的技術(shù),尤其適合動力設(shè)備,、航空航天,、汽車等高端產(chǎn)品關(guān)鍵零部件的制造。市場研究報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,,2015年全球3D打印支出近110億美元,,2019年將增長至270億美元,年復(fù)合增長率將達(dá)27%,。到2019年,,亞太、美國和西歐市場占全球3D打印支出比重將上升至70%,,而中國將成為3D打印硬件和服務(wù)的領(lǐng)先市場,。3D打印技術(shù)的持續(xù)突破,將為相關(guān)公司帶來重大機(jī)遇,。
將3D打印技術(shù)應(yīng)用至航空衛(wèi)星領(lǐng)域,,似乎已經(jīng)成為共識,許多國家皆已出現(xiàn)成功的應(yīng)用案例,。近日,,俄羅斯媒體發(fā)布消息稱,計(jì)劃于2016年3月31日發(fā)射世界首顆外殼全由3D打印制造的立方體納衛(wèi)星,,引發(fā)3D打印界的高度關(guān)注,。
俄羅斯將發(fā)射立方體納衛(wèi)星外殼全由3D打印制造
俄羅斯即將發(fā)布的衛(wèi)星為三單元立方星,衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主體制造工作由托木斯克理工大學(xué)現(xiàn)代化制造技術(shù)科研中心承擔(dān),。衛(wèi)星外殼尺寸為30×10×10厘米,,全部采用3D打印技術(shù)制造。
該大學(xué)科學(xué)家認(rèn)為,,立方體納衛(wèi)星是近年來迅猛發(fā)展的領(lǐng)域,,采用3D打印技術(shù)制造外殼將使這類衛(wèi)星變得更為廉價(jià)和普及,進(jìn)一步降低衛(wèi)星開發(fā)的門檻,。筆者認(rèn)為,,未來3D打印技術(shù)或成為制造小型衛(wèi)星的突破。
從現(xiàn)階段應(yīng)用看,,3d打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域主要有兩大應(yīng)用:一是復(fù)雜零部件的直接快速制造,;二是零部件快速修復(fù)。
對比傳統(tǒng)制造方式,,3d打印在航空航天裝備制造方面優(yōu)勢頗多,。首先,航空航天裝備關(guān)鍵零部件的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜,鑄造,、鍛造等傳統(tǒng)制造工藝難以精準(zhǔn)加工,,而3d打印的加工過程則不受零件復(fù)雜程度所限;其次,,航空航天裝備對材料的性能和成分要求十分嚴(yán)苛,,3d打印技術(shù)可以輕松地加工高熔點(diǎn)、高硬度的高溫合金,、鈦合金等難加工材料,,且3d打印加工過程中對材料的利用相對充分,可以顯著降低制造成本,;再次,,3d打印成型后的近件已十分接近成品要求,不需或僅需少量后續(xù)加工,,可有效縮短零部件生產(chǎn)周期,,滿足航空航天產(chǎn)品的快速響應(yīng)需求。
那么,,未來3D打印技術(shù)可以打印整顆衛(wèi)星嗎,?雖然不能完全否定,但目前面對的問題確實(shí)還比較多,,因?yàn)樵S多因素限制著3D打印技術(shù)在太空的發(fā)展,。首先,太空真空環(huán)境,、零重力以及日夜巨大溫差構(gòu)成了惡劣的環(huán)境障礙,,這些都會影響3D打印的制造過程和最終質(zhì)量。最大的不利之處是3D打印設(shè)備在太空的運(yùn)行和維修代價(jià)高昂,,其中,,保證不會影響宇宙飛船運(yùn)作的可靠電源就是大問題,且3D打印需要航天員參與,,但航天員的人力成本非常昂貴,。