少量模擬碎火星岩石與鈦合金混合，在 3D 打印過程中被製成了一種更堅固、高性能的材料，有朝一日可以用於製造工具或火箭部件。
這些部件是由華盛頓州立大學的研究人員製造的，其中含有 5% 到 100% 的火星風化層，這是一種黑色粉末狀物質，旨在模仿活性表面發現的岩石無機材料。
雖然含有 5% 火星風化層的部分很堅固，但 100% 風化層部分很脆且容易開裂。發表在雜誌上的該研究的通訊作者指出，即使是高火星含量的材料也可用於製造塗層以保護設備免受生鏽或輻射損壞。
WSU 機械與材料工程學院教授說： 「在太空中，如果我們想考慮載人任務，就必須進行 3D 打印，因為我們真的無法從這裡攜帶所有東西。如果我們忘記了什麼，就無法回來取回。」
將材料帶入太空可能非常昂貴。例如，NASA 航天飛機僅將一公斤有效載荷（約 2.2 磅）送入地球軌道就需要花費大約 54,000 美元。任何可以在太空或地球上製造的東西都會減輕重量和金錢——更不用說如果有什麼東西壞了，宇航員需要一種在現場修理它的方法。
研究人員在 2011 年首次展示了這一想法的可行性，當時他的團隊使用 3D 打印從月球風化層（模擬壓碎的月球岩石）為 NASA製造零件。從那時起，太空機構開始接受這項技術，國際空間站擁有自己的 3D 打印機，可以在現場製造所需的材料並進行實驗。
在這項研究中，研究人員使用基於粉末的 3D 打印機將模擬的火星岩塵與鈦合金混合，鈦合金是一種常用於太空探索的金屬，具有強度和耐熱性能。作為該過程的一部分，高功率激光將材料加熱到超過 2,000 攝氏度（3,632 華氏度）。然後，火星風化層-陶瓷和金屬材料的熔融混合物流入一個移動平台，使研究人員能夠創造出不同的尺寸和形狀。材料冷卻後，研究人員對其強度和耐用性進行了測試。
由 100% 火星岩塵製成的陶瓷材料在冷卻時會破裂，但正如 研究人員指出的那樣，它仍然可以為輻射屏蔽提供良好的塗層，因為在這種情況下裂縫並不重要。但只是一點點火星塵埃，即含有 5% 風化層的混合物，不僅不會開裂或起泡，而且比單獨使用鈦合金表現出更好的性能，這意味着它可以用來製造重量更輕但仍能承受重載的部件。
「它為您提供了更好、更高強度和硬度的材料，因此在某些應用中可以表現得更好，」他說。
研究人員指出，這項研究只是一個開始，未來的研究可能會使用不同的金屬或 3D 打印技術產生更好的複合材料。
「這確定了這是可能的，也許我們應該朝這個方向思考，因為它不僅製造脆弱的塑料部件，而且製造堅固的金屬陶瓷複合部件，可用於任何類型的結構部件，」他說。
文章來源：賢集網
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