歐航局成立先進制造實驗室研究3D打印技術

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制造實驗室，該實驗室將為了未來的太空任務而致力于3D打印和其他先進制造技術的研究。

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制造實驗室位于牛津郡Harwell，隸屬于科技設施委員會（STFC）的Rutherford Appleton 實驗室（RAL），預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。

“有大量的新興技術具有明顯的潛力，比如更輕、更便宜的航天器結構，但我們必須確保它們完全適用于無限的太空�！必撠熛冗M制造實驗室的Andrew Barnes說�！拔覀兊膶嶒炇抑荚跒樘�空任務評估備選材料和制造工藝，并在太空任務的早期開發(fā)中提前篩選材料和工藝。由此獲得的結果將有助于幫助ESA和其它航天產(chǎn)業(yè)決定未來技術投資的方向。

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的其他設施，比如中央激光設施（Central Laser Facility）、ISIS中子和介子源（ISIS neutron and muon source）、鉆石光源、以及半導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構完整性，并將其用于航天器推進劑貯箱中�！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部應力來確認最終的焊接質量�！�

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

位于荷蘭ESTEC被ESA形容為歐洲太空計劃的“技術心臟”。它材料和電器元件實驗室在材料和設備的檢測方面承擔了大量的任務。根據(jù)ESTEC材料技術負責人Tommaso Ghidini的說法，新成立的先進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上來支持太空項目的需要，對材料和設備進行測試和故障分析，不過它是在比較高的技術成熟度水平上進行的。”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來協(xié)助ESTEC。在這里，我們可以在不同的基礎上進行研究，通過將樣品轉化為納米模型去理解樣品的根本結構，以及它的物理性能，所以我們可以真正實現(xiàn)由內到外了解備選材料，或找到具有很高太空應用潛力的早期技術。”

這座新的實驗室是歐航局先進制造計劃的一部分。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的制造技術在歐洲所有太空計劃中的應用，以及為其制訂最終標準。
來源：marker8

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