在太空极端环境下实现金属构件"自主制造",是各国航天领域竞相攻关的战略技术。
长期以来,受限于微重力环境对材料熔融、成型过程的复杂影响,太空金属增材技术面临物料输运不稳定、成形精度难控制等世界性难题。
此次中科院力学所联合中科宇航实施的实验任务,通过创新设计多级缓冲供料系统和智能闭环调控模块,首次在火箭飞行微重力窗口期,成功完成不锈钢材料的空间熔融沉积与快速凝固。
实验数据表明,太空环境制造的金属件在晶粒均匀性、抗拉强度等指标上较地面样品提升显著。
这一突破性进展的背后,是科研团队历时五年攻克的三项核心技术:采用电磁-气动复合输送装置解决微重力粉末飘散问题,开发高帧率视觉监测系统实现熔池动态调控,建立载荷与火箭平台的振动抑制协同算法。
值得关注的是,实验载荷在返回大气层时经受住了超高温考验,其搭载的"黑匣子"完整记录了从发射到回收的全周期数据。
业内专家指出,此次任务将产生深远影响。
短期看,获取的太空环境工艺参数可直接应用于空间站维修备件原位制造;中长期而言,为月球基地建设中的金属结构打印、深空探测器自主修复提供了技术储备。
相较于美国NASA开展的类似实验,我国方案在材料利用率(提升至92%)和能耗控制(降低37%)方面更具优势。
据项目负责人透露,下一步将重点攻关多材料复合打印技术,计划于2025年前后开展空间站舱外实验。
随着《国家太空制造发展规划》的持续推进,未来三年我国有望建成首个太空智能制造实验平台,实现从单一零件打印向复杂系统组装的跨越。
从地面到太空,从实验到验证,一次回收成功的背后,是对关键机理、核心工艺和系统协同能力的集中检验。
面向未来,太空制造不仅是技术突破,更是空间活动方式的升级:把“把设备和备件都带上去”逐步转向“把能力带上去”。
在持续攻关与工程化迭代中,谁能更早形成稳定可靠的在轨制造体系,谁就更能在空间长期运行与深空探索中掌握主动权。