60天交付!北工大激光3D打印团队助力中国空间站“太空菜园”大丰收
2023-12-21 08:53 来源:  北京号
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在浩瀚宇宙、灿烂星河中“收菜”

是怎样一种体验?

近日,在中国空间站

就上演了这样一场科技与美味交织的“盛宴”

神舟十七号航天员乘组

采摘了“太空菜园”种植出的新鲜蔬菜

“太空蔬菜”现摘现吃、新鲜又美味

大丰收的背后

是无数科研人员的智慧和努力

北京工业大学物理与光电工程学院

陈继民教授团队

用精湛的科技探索太空中的生命奥秘

谱写着太空里的“田园诗”

跟随工小V一起深入了解一下吧~

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“太空菜园”是一种太空栽培装置

采用开放式结构

植物种植操作简单、便于照料

能够为航天员提供食物、氧气和水

航天员还可按照个人喜好

将该装置任意摆放在舱内有光照的地方

为自己的工作生活环境增添一抹绿意

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植物正常生长必须具备适宜的

光照、水分、养分等条件

为满足空间站中植物生长的特定需求

陈继民教授团队通过研发

专用的激光3D打印技术

打印出

我国首套专业的植物栽培装置栽培杯

为植物的生长

提供了一个合适的根系空间

同时,通过水分供应系统

实现水的循环供应

使得植物在人造的

温度、湿度以及光合作用下生长

尽享“日光浴”

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栽培杯可以装载合适的生长介质

支持植物的根系生长

确保植物在太空环境中

能够获得足够的支持和养分

同时,它的特殊结构设计可以容纳水和养分

确保植物在太空中

吸收充足的水分和营养

另外,栽培杯装置可以有效控制

植物生长所需的温度和湿度

在太空环境中提供合适的生长条件

尤其是在微重力条件下

确保植物根系能保持在栽培杯中生长

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高效运作的背后

是科研人员与时间的赛跑

由于时间紧、任务重

北工大科研团队争分夺秒攻克技术难题

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团队成员展示栽培杯

在空间站内部这种密闭式环境中

栽培杯应选择哪种材料?

太空种植装置具有复杂异形薄壁结构

各个组件该如何进行装配?

打印成型后应如何进行后处理

使其满足太空环境的各项要求?

面对重重困难

团队经过大量的理论模拟和实际试验

聚力攻关,突破“卡脖子”难题

从接到任务起

仅用60天

就实现了正样产品的正式交付

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陈继民教授团队

开发出国内首创的

新型航天弹性体材料3D打印技术与工艺

首次提出利用深空环境变量

(无氧、高低温循环交变、强辐射)

对增材制造弹性体材料进行性能调控的方法

实现了应用于深空环境的

“材料-结构-性能”一体化增材制造

解决了3D打印复杂构型弹性体材料力学性能差

无法应用于深空环境的重大瓶颈难题

为北工大科研工作者点赞!

接下来跟随工小V一起

了解一下科研团队吧~

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北工大激光3D打印团队有教师5人,研究生50余人,自主研发了陶瓷、金属、弹性体材料的3D打印设备及相关制造工艺。在3D打印陶瓷方面,自主研制出大尺寸陶瓷型芯3D打印机和高性能陶瓷成形浆料,相关设备已经投入工业化生产,为陶瓷3D打印的国产化铺平了道路;3D打印金属方面,在国内率先开展高强高导铜合金3D打印研究,并将研究成果成功应用于航空航天领域;研发的新型弹性体材料3D打印技术通过验收并应用于“太空菜园”等航天产品。

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团队带头人陈继民,物理与光电工程学院教授

陈继民是物理与光电工程学院教授、博士生导师、3D打印工程中心主任,兼任北京生态设计与绿色制造促进会首席技术专家等学术任职。中国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC562)委员,中国光学学会激光加工专业委员会委员,中国机械工程学会特种加工理事。

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团队青年骨干曾勇,物理与光电工程学院副院长

曾勇2022年入选北京市科技新星计划,先后承担、参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市教委等多项国家和省部级科研课题。担任中国光学学会激光加工专业委员会委员,中国机械工程学会特种加工分会委员、中国有色金属学会增材制造专业技术委员会委员。

围绕国家重大战略需求

加快关键核心技术攻关

北工大人

将追“光”而行

为加快实现高水平科技自立自强贡献力量!

图片来源:中国载人航天官方网站、央视新闻客户端

素材来源:央视网、中国网、物理与光电工程学院

摄影:王思奕

排版:钱雨彤、刘杉、王芙蓉

编辑:吕洋、韦肖葳

审核:余乙兵

版权声明:工小V原创不易,未经授权请勿转载


作者:

北京工业大学

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