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激光及D打印为NASA野心推波助澜

时间:2019-08-15 19:55:45 来源:互联网 阅读:0次

  随着技术的快速发展,应用逐渐成为其 主战场 。近年来,美国NASA对 D打印表现出了极大的兴趣,并期望将此技术应用于其接下来的相关项目计划中。

  国航空航天局(NASA)正式宣布,与波音公司和太空探索技术公司(Space X)签订总额68亿美元的合同,以加快恢复美国的载人航天能力,并于2017年实现向国际空间站运送航天员。NASA的这一举动既是为了尽快摆脱 俄罗斯的人质 这一尴尬局面,也有更大的 野心 包含在内,那就是为飞向火星创造条件。

  据报道,NASA与波音公司的合同价值42亿美元,与Space X的合同价值26亿美元。根据合同,在未来几年,波音公司的CST-100宇宙飞船和Space X公司的 龙 飞船都将定位于承担向国际空间站运送人员的任务,NASA将派出至少一名宇航员参加每家公司的一次载人试飞,而每家公司将承担2次~6次飞向国际空间站的载人运输任务。

  在此次合同中,波音公司成为的赢家,也将确定其在美国载人航天领域的主导地位。波音公司设计的CST-100宇宙飞船在投入使用后,能够一次搭载7名宇航员。Space X的合同虽然份额较小,但它此前已经获得了NASA价值1 亿美元的国际空间站货运合同,其 龙 飞船也已经 次往返国际空间站运送货物。据悉,Space X计划于本月19日发射其Falcon 9飞船,NASA的首台零重力 D打印机将借此飞船升空。

  就在上个月底,NASA刚刚确认其 太空发射系统 (SLS)的强大深空火箭将在2018年首次发射。SLS是截至目前动力为强大的火箭系统,它能够执行深入太阳系的任务,包括到达小行星和火星之类的目的地。NASA此前已经用了 年时间研发这一系统,而单是研发种型号(总共有 种型号)的SLS,据NASA估计就将耗资120亿美元。此外,用于搭载SLS的 猎户座 多用途载人飞船的首次太空飞行试验将于今年12月进行。

  而为了建造SLS,NASA也研发了一系列高端工具。其中,有史以来的航天器焊接系统 垂直组装中心 (VAC)12日在美国新奥尔良面世。 垂直组装中心 高约52米,宽约24米,主要用于SLS的焊接工作。NASA还在研究可以让宇航员在火星表面自由行走的新一代宇航服 Z-2 ,其制造过程使用了的 D打印和技术,计划于今年11月进入测试阶段。而NASA的 火星大气与挥发演化 探测器将于本月21日进入火星轨道,对火星上层大气进行长达一年的考察。

  其实NASA在 D打印方面已经取得了非常多的进展,相信在以后的航空航天应用中将会越来越多的见到 D打印的身影:

  1、NASA开展多种金属 D打印技术研究

  NASA喷气推进实验室和Caltech公司共同实现了利用 D打印技术将多种金属制成一个零件,但是这种方法仅在实验室中得到验证,标准的制造方法还存在问题。例如结构件金属的较低粘性和较高熔化温度。

  NASA喷气推进实验室研究人员称,过年4年来他们开发出了一种技术,将激光沉积工艺与转动沉积工艺结合,从而在打印过程中改变金属粉末种类。这种工艺不采用从下向上增层方式,而是在旋转杆上从里到外沉积金属层。研究团队还描述了采用更传统的线性方式沉积层的方法。有关内容已经发布了科学报告。

  利用该工艺可制造从中心到外围变成分的梯度合金零件。研究团队称他们之所以选择激光沉积工艺,是因为它具有形成近无余量定制合金成份的优越性。激光沉积工艺在制造过程中很容易在熔池中增加不同元素或金属粉末。研究团队还提供了开发具有多功能性能和多组分金相图的原型梯度合金的路线图。此外,在研究报告中还介绍了金属与碳纤维复合材料的组合方法。

  2、NASA使用 D打印和激光技术打造新一代宇航服

  美国宇航局正在研发新一代的宇航服,科学家认为未来20年内宇航员有望穿着这样的宇航服在火星表面行走。比起前一代宇航服而言,新款宇航服的活动部件较多,可满足宇航员进行各种复杂动作的需要。

  美国宇航局未来太空行动工作组成员认为这款宇航服研发的目的是要在行星表面行走,在未来的火星任务中将扮演重要角色,行动上更加灵活。工程师将该宇航服命名为Z-2,在原型设计时参考了仿生学的思路,比如水生生物的生物荧光特性,这些生物可在难以置信的深海中活动,它们的游泳与发光特性有助于在深海中生存,宇航服的外表设计也参考了爬行动物的皮肤,这使得这款宇航服可胜任未来大部分太空任务。

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