國內首個火星探測器「天問一號」背後故事之3D列印

2020-09-24 金九智能3D列印

2020年7月23日12時41分，長徵五號遙四運載火箭託舉中國首次火星探測任務「天問一號」探測器，在中國文昌航天發射場點火升空。其特徵是在Farsoon HT1001P 3D印表機上增材製造的一組聚合物靜電發射裙。長徵預計將在2021年2月到達火星軌道，而探測器將在5月的某個時候降落。

長徵五號系列發射現場

這座長57m的動力艙其設計目的是為了將25噸有效載荷運送到低地球軌道，將14噸負重進入地球同步轉移軌道。它直徑5m，有四個3.35m的助推器。這是一種多級飛行器，也就是說助推器一旦消耗完所有燃料並將有效載荷從地球引力中拉出，便會離開。而3D列印的射擊裙對於這一分離過程至關重要。它們構成了沿火箭的15.7m圓周排列的圓柱形級間結構的一部分，在平臺和後支撐環之間提供了臨時的結構介質，用以保護解鎖裝置，從而讓有效載荷能夠安全地與助推器分離。

天文一號遠徵隊。圖片來自中國國家航天局。

長裙工程師們一致認為裙板在苛刻的操作條件下需要有很高的耐用性，所以最終選擇了Farsoon的高性能FS 3300PA材料，這是一種具有出色機械性能的PA1212基粉末。為了能成功製造出零件，工程師們還選擇了Farsoon最大的聚合物HT1001PSLS 3D列印系統，它的體積是1000 x 500 x 450mm。較大的裙邊結構被分解成50個單獨的370 x 100 x 125mm的零件，並且在短短48小時之內完成了印刷。組裝之後，圓形裙邊具有十分出色的韌性和防水性。

靜態射擊裙3D列印在Farsoon HT1001P上。圖片來自Farsoon。

自發射以來，天問1號探測器已經成功進行了第一次軌道校正。已經順利在太空中航行一億千米，根據中國國家航天局的數據顯示，天問一號將是第一個完成一次軌道著陸和無人飛行任務的火星探險，這將鞏固太空探索史冊中的增材製造技術。

中國早在今年5月就曾使用其長徵-5火箭發射「太空3D印表機」和3D列印的CubeSat部署機進入低地球軌道。它能夠在空間的微重力下完成第一套3D列印測試-兩個3D列印的碳纖維零件。

（來源：中國3D列印網）

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