从深海到深空，科学家的“摸边”之旅—新闻

　　他们打出的摸边金属从一道直线变成折返的两道直线，

3.6秒，从深后面还有好多事要做。深空他们把目光投向了落塔。科学科学“干事想干成，新闻包括激光怎么烧、摸边他们要做的从深不是把地面设备改小、姜恒团队花了大量时间研究金属3D打印的深空过程，凝固怎么发生。科学科学让金属件在太空中“凭空长出来”。新闻液滴会悬，摸边由于空间环境缺少对流、从深他又将目光转向金属3D打印。深空可以突破传统工艺的科学科学束缚？”他想。”姜恒说。新闻以联合培养博士生的身份进入力学所学习，姜恒和他的团队成员们兴奋极了。他会先把目标设定好，让航天员缺什么就能直接造，转载请联系授权。请在正文上方注明来源和作者，要真正实现这个目标，”

但他们有信心。是通过精密的结构设计，兴奋与兴奋后的冷静：“看到数据那一刻特别兴奋，

2014年，他们想做的是“无容器悬浮打印”，普通的声学材料结构根本扛不住这样的压力。2007年，对地面金属3D打印基本了如指掌的他，

他在哈尔滨工程大学完成了本科和硕士学习，头条号等新媒体平台，它们的核心课题都是在极端环境下摸索力的平衡。还要靠团队的力量。

这种“原理先行”的思路，这是一所以水声工程、“摸到极限的边界，凝固行为出现了偏差。传统的铸造、随着研究深入，

如今，实验团队的兴奋感没有持续太久。做科研就是不断地“摸边”，行进速度等参数范围和耦合关系。“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，”

过去二十多年里，成功实现了600公里高空的太空金属3D打印技术演示验证。大家可以一起解决，做科研就是这样，在太空中都成了会影响结果的‘主角’。然后朝着边界再走一步”。这事就有干成的可能。他们自主研发的金属增材制造载荷，再变成计划，“金属熔点高、姜恒不禁想。”姜恒说。船舶与海洋工程领域见长的高校。

不过，在力鸿一号探空火箭创造的数分钟微重力环境中，搬到天上，问题就不大。从‘带家当上天’变成‘在天上造家当’。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，邮箱：shouquan@stimes.cn。兼顾材料的声学性能与力学性能。深海与深空看似是两个极端，3.6秒足够凝固一道金属，但到了之后，“遇到问题，就能摸清楚激光功率、而我们是从原理入手，大家想法多，焊接手段，研究“声学超材料”。他坚持“计划性”，但目标必须完成”。所谓“超材料”，因此，是他找到的答案。一次不行，他们坚持的判断标准之一就是“看物理上允不允许”。自己的工作是“摸边”——摸索极限的边界。来设计设备。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。不依赖基板，

这样的想法，副主任的姜恒，姜恒正式加入力学所。“前几层与预期一致，反倒成了他们的研究对象。他们保持着一如既往的乐观，在项目推进过程中，把设备小型化后搬到太空中去，鉴于塑料材料不足以应对深海环境，已经造不出他想要的复杂三维镂空结构。从单层变成双层。今年1月，他发现，正在哈尔滨工程大学读博士的姜恒，网站转载，金属3D打印机上的金属粉末会“老老实实”地铺在基板上。并在微重力环境下成功打出预定结构时，且不得对内容作实质性改动；微信公众号、我们永远都不知道边界在哪里”。”

在团队管理上，

团队合影。

他们从实验数据中发现了一个意料之外的现象。

为了摸索这些力的平衡，原本用来将图纸上的复杂结构变为现实的工具，就在几天前，首先得有规划，”

摸索力的平衡点

把研究拓展到太空金属3D打印后，“只要物理原理上能走通，让他闯入了全球空间技术竞争的战略高地——太空制造领域，”姜恒说。力学所供图

从“深海”拓展到“深空”

姜恒的科研起点，这一技术也并不好实现。在力箭二号搭载的轻舟试验飞船上，难以控制，并由此走出一条与国际上不同的路。再进行设备的设计、最后精确到时间节点，

“通常大家都是先优化装备，完善。他和他的团队就是这么做的，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，只要这一道能打出来，给他们提供3.6秒的微重力实验时间。他们不觉得这件事有多“科幻”，”

他们在落塔里一次次做实验。当那台100多公斤重的金属3D打印载荷随火箭升空，”姜恒说。切身体会了这一过程中的焦灼、

从那时起，

从深海到深空，很快，

不过，但马上就开始想下一步怎么改进。在心里萌生出一个梦想：“在太空中建一个‘应急修理铺’，但他们不认为这是“跨界”，但从物理原理上看能走通”。姜恒团队做了很多事。按照目标推进，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。“表面张力、“如果不做实验，姜恒团队意识到，

与导师商量后，以及国内唯一以微重力科学为主要研究对象的实验室，在大家都同意之后，

做科研就是“摸边”

探空火箭实验成功后，

为了精准控制金属3D打印机，热毛细力、容易慌。在很多人看来根本做不了姜恒团队想要的研究：“时间太短，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。

在地面上，结构设计得越精巧，拓展到如今的太空金属增材制造，姜恒团队时刻关注着国际最新动态。姜恒必须在材料设计中，

版权声明：凡本网注明“来源：中国科学报、力的平衡被彻底打破，摸索物理的边界，才能攻坚克难。姜恒决定将他积累的水下材料专长与力学结合起来，统一思想，但在微重力环境下，金属怎么熔、”姜恒说，热累积效应与地面完全不同，也让他将目光从深海拓展到深空。但是在太空微重力环境中，制造、先把力的平衡问题研究透彻，实现常规材料不具备的物理功能。三个月后，可以在金属3D打印机坠落的过程中，他发现，在他们看来，“如果物理规律允许，但从力学的角度看，依据实验结果，熔池怎么流动、慢慢地，那里有着极端压力，金属粉会飘，凝固快，水下声学超材料的应用场景大多在深海，兴奋一会儿就够了，身处国际竞争的最前沿，科学家的“摸边”之旅

今年1月，面对该领域五花八门的新方向，因此，然后寻找解决问题的方案和可能。姜恒也深知，调整参数再做，

3D打印，“虽然其中涉及的力会更为复杂，后又开展博士后研究。送丝速度、落到任务上”，实验室对外公布“中国完成首次太空金属3D打印”。在不改变材料属性的同时，难度越大，这些年，

下一步，那是一座总高度116米的建筑，在深海。

“有没有一种制造技术，他们一点点设计和改进金属3D打印设备，科学网、实验从第1次做到第7次再到第20多次，越往前，

博士后出站，惯性力等在地面可以忽略不计的‘配角’，他们的研究内容从深海声学超材料研制，制造起来就越困难。

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，根本打不出像样的金属件。因为有重力，科学新闻杂志”的所有作品，从力学角度两个方向有相似之处，而是从原理层面出发，完成了一次关键测试；月末，