太空失(shī)重环境是立体(tǐ)光刻技术面临的主要挑战之(zhī)一(yī),普通的打印浆料(liào)在失重(chóng)条(tiáo)件下无法保(bǎo)持稳定形态,会(huì)发生爬壁导致液面(miàn)起伏影响打印。该团队通过中(zhōng)外失重飞机(jī),先后进(jìn)行数百次微重力环境下的实验,对(duì)浆料在(zài)失重条件下的流变行为及内(nèi)在(zài)机理进行分(fèn)析,利用化学及物理方法对浆料进(jìn)行优化(huà)使(shǐ)其从液态变(biàn)为软(ruǎn)物质形态(tài),软物质(zhì)特有(yǒu)的屈服应力在失重条件下抵抗(kàng)形变(biàn),抑制爬壁,且在较(jiào)高(gāo)剪切力作用(yòng)下其又(yòu)可以恢复(fù)良好的流动(dòng)性,保证打(dǎ)印(yìn)顺利进行。
——材料摩擦(cā)行为实验。众所(suǒ)周知,有运(yùn)动必有磨损,如人们常见的(de)机(jī)械运动机(jī)构,其(qí)构件(jiàn)由于相对运动必(bì)然发生摩擦并产生(shēng)磨损,形成称为磨屑的摩擦产物,常堆积于运动(dòng)部(bù)位附近并(bìng)可能对(duì)周边表(biǎo)面有所污(wū)染(rǎn),在卫星(xīng)、飞船及(jí)空间站中(zhōng)这一现象同样也(yě)不能避免。因此基于降低运动零件的磨(mó)损,延长运动零件的(de)使(shǐ)用寿命(mìng)的(de)目(mù)的,通常需要对运动零件摩擦表面加注润(rùn)滑油、润(rùn)滑脂(zhī)或固体(tǐ)润(rùn)滑(huá)进行润滑。
——微重力测量试验。载(zǎi)人航天器在轨飞行时,会受到地球(qiú)引力之外多种作用力的干扰,如(rú)大气阻(zǔ)力、太阳辐射光(guāng)压、重力梯度效应(yīng)、轨(guǐ)道(dào)机动(dòng)、姿态控制、设(shè)备运(yùn)转和乘(chéng)员(yuán)活动等,从而达不到完全“失重”状态,而是一种“微(wēi)重力”环境,“微(wēi)重力”大小可以通过(guò)航天器所受干扰(rǎo)力的加速度值来度量。为掌握并(bìng)消除各种干(gàn)扰对航天器内科学实验载(zǎi)荷影响,为科学实验提供(gòng)所需高微(wēi)重(chóng)力水平实验环境,首先需要(yào)准确测(cè)量科学实验载荷微重力水平。
由中科院空间应用中心联合华中科技大学(xué)、中国航天科工集团三院三十三所研制的“微重力(lì)测量实验(yàn)装置”,将多种类型的微(wēi)振动加速度传感器集成在同(tóng)一(yī)台设备中进行加速度测(cè)量能(néng)力的比对测试与在轨验证,这也是中国高(gāo)精度(dù)微机电系(xì)统静电(diàn)悬浮加速度计的首次在轨飞行,将为中国空间(jiān)站(zhàn)时期开展高灵敏度微重(chóng)力测量(liàng)技(jì)术与(yǔ)高(gāo)微(wēi)重力(lì)隔振控制(zhì)技术提前进行技术验证与技(jì)术储备。