KEXCELLED 3D打印PEEK用于小行星探測器返回艙熱防護系統

2021年5月7日 10:19
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2021年4月29日中午，中國首個空間站核心艙“天和”發射成功，中國正式邁入空間站時代。

KEXCELLED 3D打印PEEK用于小行星探測器返回艙熱防護系統的圖1

與此同時，在24日舉行的2021年中國航天大會主論壇上，中國科學院院士葉培建透露，中國小天體探測任務已經進入工程研制階段，計劃探測地球共軌天體2016HO3和小行星311P。他指出，小天體探測任務是行星探測重大工程的標志性項目，也是中國航天強國建設征程的標志性任務。

KEXCELLED 3D打印PEEK用于小行星探測器返回艙熱防護系統的圖2

3D打印材料廠商KEXCELLED參與了“小型空間樣品返回艙熱防護系統”項目。此系統用于近地軌道科學樣品或小行星采樣返回任務，起到保護返回艙在再入地球的過程中安全著陸作用。創新采用3D打印PEEK結構件，同時作為結構材料和熱燒蝕材料用于20kg級小型返回艙結構。滿足空間使用溫度、真空環境材料脫氣要求，并且能夠經受最大熱流100 W/cm2的苛刻考驗。

 “小型空間樣品返回艙熱防護系統”利用PEEK 3D打印技術成本降低了70%，制造時間縮短了90%。采用的高層間結合力PEEK 3D打印線材，層間結合力最高能夠達到水平方向的88%，XY軸拉伸強度達到96MPa，Z軸方向拉伸強度最高達到85MPa。不僅能夠滿足航空航天結構件的要求，在骨科醫療、汽車、消費電子和5G領域也具備廣闊應用市場。
 小天體探測任務對于中國的航天意義重大，對于3D打印行業來說，采用3D打印技術來制造返回艙的關鍵部件，既困難，又具有偉大的意義。這將證明國產的3D打印設備和材料，不僅在原型制造上面有相對優勢，在要求最高的航空航天領域的應用也并不落后。 今年的TCT展會，KEXCELLED將在現場展示返回艙的全尺寸工程樣件。
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據悉中國的首顆小行星探測器計劃2022年5月在西昌發射。屆時搭載著3D打印返回艙的探測器將展開遙遠的太空之旅，踏足人類從未到過的空間，著陸小行星采集樣本并返回地球。預祝發射圓滿成功，“中國航天的征途是星辰大海”，人類對浩瀚宇宙地探索永不停滯，加油中國航天。
中國小行星探測工程示意圖：  

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進行小行星探測的意義

小天體保存著太陽系形成演化的原始信息，是研究太陽系起源的“活化石”，也是目前國際深空探測的熱點、行星科學研究的前沿；在“開辟新疆域、揭示生命起源、推動技術進步、開發天然資源、保護地球安全”方面意義重大，影響深遠。

上世紀90年代前，世界各國對小天體的探測均為飛越探測。此后，全球共實施9次小天體探測任務，其中美國6次、歐空局1次、日本2次；小行星6次，彗星3次。
除了帶回星際塵埃和太陽風粒子，在人類短短六十多年的深空探測史上，迄今為止只完成過9次月球采樣返回，1次彗星采樣返回和2次小行星采樣返回。每一次，都伴隨著未知、艱險和挑戰，每一次，都是載入史冊的壯舉。

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△中國的嫦娥5號月球采樣飛船

日本“隼鳥2號”探測器于2014年12月3日發射，經過1年半近距探測后，實施了兩次“觸碰打彈采樣”。2020年12月6日，“隼鳥2號”返回艙降落在澳大利亞南部沙漠地帶，獲取“龍宮”小行星樣品5.4克。

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△日本隼鳥號接近小行星

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△工作人員在澳大利亞伍默拉試驗場回收隼鳥號返回艙

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△隼鳥號共采回約1500顆塵埃樣品，總質量不到1毫克


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