近日，肩負(fù)月球“挖土”重任的“嫦娥五號”成功發(fā)射。嫦娥五號帶回的月壤，有著非常重要的用途，將研究如何在月球上建房。 按規(guī)劃嫦娥六號、嫦娥七號均有各自的任務(wù)，嫦娥八號或?qū)?shí)地測試月面“3D打印”房子等關(guān)鍵技術(shù)，為將來構(gòu)建月球科研基地，做出前期探索。

今年，美國宇航局宣布與一家3D打印公司合作，研究在月球表面打印結(jié)構(gòu)的方法，希望人類可以在月球長久居住。如果能夠利用月球自有的材料，利用自動(dòng)化系統(tǒng)建造結(jié)構(gòu)，在月球上通過3D打印建造房屋，有可能成為現(xiàn)實(shí)。

在3D打印（增材制造）生產(chǎn)過程中材料是重要的制勝因素，測定材料特性，篩選原材料，是獲取高質(zhì)量產(chǎn)品的必要條件。工藝中的原材料和成品都需要進(jìn)行關(guān)鍵屬性表征測試，如比表面積、密度、粒度、粒形、孔隙度等，以符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3D打印材料的物理特性對加工效率及成品性能有影響，也是影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。

 3D打印材料物性測試

Ø 比表面積測試

比表面積的大小直接影響3D打印金屬粉體顆粒的燒結(jié)程度，是評估燒結(jié)過程動(dòng)力學(xué)和終產(chǎn)品特性的重要指標(biāo)之一。

 TriStar II Plus系列比表面積測試儀

粉體的比表面積可通過氣體吸附法測定，通過測定顆粒粉體對氣體的吸附量，應(yīng)用BET方法可算得比表面積。麥克儀器公司的眾多型號比表面積測試儀，均可測量粉體和成型材料的比表面積，如：TriStar II Plus系列，ASAP系列，3Flex系列，Gemini系列等。 

Ø 孔隙度測試

孔隙度是評估3D打印工藝的重要指標(biāo)，原料粉體的孔隙度會(huì)影響其流動(dòng)性，以及成型過程及成品部件的表面光潔度和機(jī)械強(qiáng)度。成品孔隙度及相關(guān)性能也與粉體孔隙度息息相關(guān)，因此針對不同應(yīng)用領(lǐng)域和性能特點(diǎn)的產(chǎn)品，需要調(diào)控孔隙度以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

AutoPore V系列全自動(dòng)壓汞儀

麥克儀器的AutoPore系列全自動(dòng)壓汞儀可測量樣品在低至3nm的介孔及大孔范圍內(nèi)的孔隙度和孔徑信息。測試可采用快速掃描、時(shí)間或速率平衡等不同的模式進(jìn)行，并且測試分辨率高，進(jìn)汞體積可至0.1μL。

Ø 密度測試

表觀密度和振實(shí)密度會(huì)影響3D打印粉體層的燒結(jié)動(dòng)力學(xué)和終產(chǎn)品的孔隙率及機(jī)械性能；堆積密度主要受粒度和粒形分布的影響，對制定材料的規(guī)格指標(biāo)非常重要；包裹密度能夠測定復(fù)雜和不規(guī)則形態(tài)成品的體積。掌握產(chǎn)品的各種密度參數(shù)，有利于更好的把握增材制造的整個(gè)過程。

密度測試儀

麥克儀器AccuPyc II 1345 真密度分析儀和GeoPyc 1365 包裹/振實(shí)密度分析儀均采用無損檢測技術(shù)，可使用戶測定增材制造工藝參數(shù)所需的主要密度和孔隙率數(shù)據(jù)，由此評估原材料和成品質(zhì)量，判斷產(chǎn)品是否合格。

3D打印技術(shù)為眾多行業(yè)帶來了福音，在航天航空、工程施工、汽車、電子、醫(yī)療、教育、軍工、地理信息系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。3D打印科技革新，一次次刷新人們的認(rèn)知，然而如何更好地獲取符合要求的高質(zhì)量材料是目前行業(yè)的挑戰(zhàn)之一。材料是制約行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵要素，如若材料研究能夠取得更大的突破，必將推進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展。