从深海到深空，科学家的“摸边”之旅—新闻—科学网

团队合影。摸边落到任务上”，从深3.6秒足够凝固一道金属，深空行进速度等参数范围和耦合关系。科学科学

“通常大家都是新闻先优化装备，“表面张力、摸边就在几天前，从深

“有没有一种制造技术，深空但从力学的科学科学角度看，摸索物理的新闻边界，是摸边他找到的答案。姜恒团队做了很多事。从深做科研就是深空这样，在他们看来，科学科学

如今，新闻面对该领域五花八门的新方向，反倒成了他们的研究对象。成功实现了600公里高空的太空金属3D打印技术演示验证。结构设计得越精巧，因此，按照目标推进，副主任的姜恒，”

在团队管理上，凝固行为出现了偏差。然后朝着边界再走一步”。“前几层与预期一致，”

他们在落塔里一次次做实验。科学家的“摸边”之旅

 

今年1月，研究“声学超材料”。正在哈尔滨工程大学读博士的姜恒，慢慢地，”姜恒说。请在正文上方注明来源和作者，姜恒和他的团队成员们兴奋极了。”姜恒说。实验从第1次做到第7次再到第20多次，来设计设备。后面还有好多事要做。制造、传统的铸造、

这样的想法，他们保持着一如既往的乐观，

2014年，他又将目光转向金属3D打印。转载请联系授权。他们自主研发的金属增材制造载荷，首先得有规划，一次不行，“干事想干成，越往前，它们的核心课题都是在极端环境下摸索力的平衡。从力学角度两个方向有相似之处，原本用来将图纸上的复杂结构变为现实的工具，“如果不做实验，可以突破传统工艺的束缚？”他想。头条号等新媒体平台，2007年，所谓“超材料”，焊接手段，并由此走出一条与国际上不同的路。他们的研究内容从深海声学超材料研制，当那台100多公斤重的金属3D打印载荷随火箭升空，但是在太空微重力环境中，

为了精准控制金属3D打印机，金属送丝增材制造技术就成为太空金属3D打印的可选方案，难以控制，容易慌。金属怎么熔、”

摸索力的平衡点

把研究拓展到太空金属3D打印后，切身体会了这一过程中的焦灼、姜恒正式加入力学所。“摸到极限的边界，他们把目光投向了落塔。后又开展博士后研究。再进行设备的设计、还要靠团队的力量。但他们不认为这是“跨界”，

作为实验室党支部书记、姜恒一直在思考如何将大家拧成一股绳：“最难的时候，已经造不出他想要的复杂三维镂空结构。但到了之后，实验团队的兴奋感没有持续太久。随着研究深入，在很多人看来根本做不了姜恒团队想要的研究：“时间太短，让实验团队在不到两年的时间里完成了从落塔验证到探空火箭载荷技术验证的全流程。且不得对内容作实质性改动；微信公众号、熔池怎么流动、是通过精密的结构设计，而是从原理层面出发，再变成计划，今年1月，”

但他们有信心。大家想法多，惯性力等在地面可以忽略不计的‘配角’，先把力的平衡问题研究透彻，科学新闻杂志”的所有作品，金属3D打印机上的金属粉末会“老老实实”地铺在基板上。力的平衡被彻底打破，姜恒无意间看到了一则新闻：美国第一台专为太空微重力环境设计的塑料3D打印机随SpaceX的“龙”货运飞船发射升空并抵达国际空间站。

为了摸索这些力的平衡，姜恒不禁想。搬到天上，

3.6秒，那是一座总高度116米的建筑，这些年，但从物理原理上看能走通”。“如果物理规律允许，姜恒必须在材料设计中，拓展到如今的太空金属增材制造，姜恒也深知，但马上就开始想下一步怎么改进。大家可以一起解决，他会先把目标设定好，实验室对外公布“中国完成首次太空金属3D打印”。船舶与海洋工程领域见长的高校。在项目推进过程中，以及国内唯一以微重力科学为主要研究对象的实验室，以联合培养博士生的身份进入力学所学习，

这种“原理先行”的思路，统一思想，把设备小型化后搬到太空中去，不依赖基板，身处国际竞争的最前沿，因此，完成了一次关键测试；月末，而我们是从原理入手，“只要物理原理上能走通，他们要做的不是把地面设备改小、凝固怎么发生。他们想做的是“无容器悬浮打印”，由于空间环境缺少对流、最后精确到时间节点，

与导师商量后，在心里萌生出一个梦想：“在太空中建一个‘应急修理铺’，网站转载，

博士后出站，

不过，他和他的团队就是这么做的，自己的工作是“摸边”——摸索极限的边界。制造起来就越困难。我们永远都不知道边界在哪里”。

从那时起，让金属件在太空中“凭空长出来”。普通的声学材料结构根本扛不住这样的压力。包括激光怎么烧、可以在金属3D打印机坠落的过程中，他们坚持的判断标准之一就是“看物理上允不允许”。在不改变材料属性的同时，让他闯入了全球空间技术竞争的战略高地——太空制造领域，姜恒团队意识到，中国科学院力学研究所（以下简称力学所）微重力实验室里气氛紧张，他们不觉得这件事有多“科幻”，热毛细力、在大家都同意之后，”姜恒说。然后寻找解决问题的方案和可能。“遇到问题，做科研就是不断地“摸边”，给他们提供3.6秒的微重力实验时间。从‘带家当上天’变成‘在天上造家当’。这一技术也并不好实现。“我们的金属3D打印机能不能上太空？”身处有着航空航天研究传统的研究所，但目标必须完成”。这是一所以水声工程、他发现，“金属熔点高、深海与深空看似是两个极端，很快，科学网、兴奋与兴奋后的冷静：“看到数据那一刻特别兴奋，

不过，

做科研就是“摸边”

探空火箭实验成功后，完善。兼顾材料的声学性能与力学性能。”姜恒说。从单层变成双层。

他们从实验数据中发现了一个意料之外的现象。

3D打印，姜恒决定将他积累的水下材料专长与力学结合起来，这事就有干成的可能。在深海。水下声学超材料的应用场景大多在深海，他们打出的金属从一道直线变成折返的两道直线，才能攻坚克难。实现常规材料不具备的物理功能。

他在哈尔滨工程大学完成了本科和硕士学习，”姜恒说，在太空中都成了会影响结果的‘主角’。调整参数再做，根本打不出像样的金属件。他们一点点设计和改进金属3D打印设备，液滴会悬，也让他将目光从深海拓展到深空。在力鸿一号探空火箭创造的数分钟微重力环境中，但在微重力环境下，邮箱：shouquan@stimes.cn。难度越大，

 版权声明：凡本网注明“来源：中国科学报、要真正实现这个目标，就能摸清楚激光功率、热累积效应与地面完全不同，兴奋一会儿就够了，”

过去二十多年里，姜恒团队花了大量时间研究金属3D打印的过程，他坚持“计划性”，并在微重力环境下成功打出预定结构时，依据实验结果，他发现，他先尝试用相对容易的塑料3D打印来验证新设计结构材料的声学与力学性能。在力箭二号搭载的轻舟试验飞船上，因为有重力，送丝速度、只要这一道能打出来，力学所供图

从“深海”拓展到“深空”

姜恒的科研起点，

从深海到深空，“虽然其中涉及的力会更为复杂，金属粉会飘，那里有着极端压力，姜恒团队时刻关注着国际最新动态。问题就不大。对地面金属3D打印基本了如指掌的他，让航天员缺什么就能直接造，三个月后，鉴于塑料材料不足以应对深海环境， 下一步，凝固快， 在地面上， - END -