空间增材制造技术研究现状与展望

空间增材制造(In-space additive manufacturing,ISAM)是实现深空探索、太空资源高效利用以及地外行星长期居住的关键技术.与常规的地面增材制造相比,高真空、强辐射、微低重力、极端温度变化等复杂太空环境给ISAM的发展与应用带来了诸多困难,亟须在设备兼容性、工艺控制以及原材料选用等方面取得创新与突破.目前,ISAM研究主要集中在两个前沿领域:在轨制造与地外行星表面建造;在研技术涵盖材料挤出、直接能量沉积、粉末床熔融、立体光刻、计算轴向光刻等多种成型工艺.综述了国内外ISAM技术的研究进展与发展趋势,对比了与空间环境相关的增材制造技术原理及工艺特点,总结了典型微低重力验证平台及试验方法,梳理了面向真实空间环境的增材制造研究案例,分析了 ISAM技术发展所面临的重大挑战及潜在机遇,展望了 ISAM技术未来的重要研究方向.​空间增材制造(In-space additive manufacturing,ISAM)是实现深空探索、太空资源高效利用以及地外行星长期居住的关键技术.与常规的地面增材制造相比,高真空、强辐射、微低重力、极端温度变化等复杂太空环境给ISAM的发展与应用带来了诸多困难,亟须在设备兼容性、工艺控制以及原材料选用等方面取得创新与突破.目前,ISAM研究主要集中在两个前沿领域:在轨制造与地外行星表面建造;在研技术涵盖材料挤出、直接能量沉积、粉末床熔融、立体光刻、计算轴向光刻等多种成型工艺.综述了国内外ISAM技术的研究进展与发展趋势,对比了与空间环境相关的增材制造技术原理及工艺特点,总结了典型微低重力验证平台及试验方法,梳理了面向真实空间环境的增材制造研究案例,分析了 ISAM技术发展所面临的重大挑战及潜在机遇,展望了 ISAM技术未来的重要研究方向. 机械工程学报​Read More