核心提示:星辰大海,令人神往。從古至今,人類(lèi)從未停止探索未知宇宙世界的腳步?! ?020年5月5日18時(shí)0分,長(cháng)征五號B搭載新一代載人飛船
星辰大海,令人神往。從古至今,人類(lèi)從未停止探索未知宇宙世界的腳步。
2020年5月5日18時(shí)0分,長(cháng)征五號B搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙,從文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空,我國載人飛船試驗又向前邁進(jìn)了一大步。據悉,新一代載人飛船試驗船此次搭載了一臺我國自主研制的“復合材料空間3D打印系統”,這是我國首次太空3D打印實(shí)驗,也是國際上第一次在太空中開(kāi)展連續纖維增強復合材料的3D打印實(shí)驗。
飛行期間,“復合材料空間3D打印系統”系統自主完成了連續纖維增強復合材料的樣件打印,并驗證了微重力環(huán)境下復合材料3D打印的科學(xué)實(shí)驗目標。這一消息傳出后,引起了國內外科學(xué)家的高度關(guān)注。我國首次完成太空3D打印的壯舉,從一個(gè)側面反映出我國在3D打印技術(shù)研究、科學(xué)實(shí)驗方面已經(jīng)實(shí)現了許多突破。
大家都知道,3D打印產(chǎn)品的呈現,既離不開(kāi)3D打印技術(shù)、系統,也離不開(kāi)3D打印材料。其實(shí),隨著(zhù)3D打印技術(shù)應用領(lǐng)域的不斷拓展和3D材料種類(lèi)的日益豐富,全球3D打印材料行業(yè)發(fā)展迅猛。2018年,全球3D打印材料行業(yè)市場(chǎng)規模就達到32.27億美元,同比增長(cháng)20%。
通常來(lái)講,3D打印材料類(lèi)型可以從不同方面進(jìn)行分類(lèi)。根據化學(xué)性能,3D打印材料可分為復合材料、金屬材料、陶瓷材料、聚合物材料;根據物理狀態(tài),3D打印材料可分為絲狀材料、液體材料、粉末材料、薄片材料。從中國3D打印材料類(lèi)型來(lái)看,鈦合金、PLA、尼龍這幾種材料占比相對較高,緊隨其后的是鋁合金、不銹鋼,樹(shù)脂和其他材料占比較低。
在多種復合材料中,連續纖維增強熱塑性復合材料的市場(chǎng)需求巨大。據了解,連續纖維增強熱塑性復合材料主要由熱塑性樹(shù)脂和纖維增強材料制成。通常,可以選擇PEEK、PP、PE、PET、PS作為樹(shù)脂基體,而碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維優(yōu)選作為纖維增強劑。
有分析人士認為,在2016 - 2121年期間,連續纖維增強熱塑性復合材料市場(chǎng)將保持快速增長(cháng),復合增長(cháng)率為4.38%。連續纖維增強復合材料作為一種十分重要的3D打印材料,其在3D打印汽車(chē)、航空、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域潛藏的應用空間十分巨大。
碳纖維作為一種新興復合材料,其在3D打印材料體統中所占有的位置難以替代。由于碳纖維具有高強度、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn),近年來(lái)也漸漸成為科學(xué)界研究的新寵。碳纖維的引入,在一定程度上提高了打印件的剛性強度,且結晶度更加均勻,這使其能夠較好的適應3D打印產(chǎn)品智造的需求。
目前,科學(xué)界已有不少研究人員通過(guò)加入碳纖維來(lái)獲得新的3D復合打印材料的科研成果。例如,中國科學(xué)院空間應用工程與技術(shù)中心研究團隊對自主研發(fā)的碳纖維PEEK復合材料進(jìn)行3D打印工藝的系統研究獲得成功。
可以預見(jiàn)的是,隨著(zhù)3D打印商用步伐的不斷加快,3D打印材料、設備的市場(chǎng)需求將迅速增長(cháng)?;?D打印技術(shù)的顯著(zhù)優(yōu)勢和巨大應用潛力,3D打印上下游產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入加速發(fā)展期,新材料、新技術(shù)、新應用業(yè)態(tài)出現也將重塑整個(gè)3D打印市場(chǎng)格局。
正如登山一樣,意志堅定、步履不停方能克服一切艱難險阻,登上頂峰,欣賞到綺麗壯美的風(fēng)景。在登上3D打印這座科學(xué)高峰的途中,各國科學(xué)家都需要保持耐力和決心。經(jīng)過(guò)艱苦卓絕的探索和嘗試之后,相信更多具有突破性和典型性的3D打印成果將展現于世人面前。