太空微米级轴承滚珠制造

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太空微米级轴承滚珠制造

滚珠轴承作为一个经典的重要的机械传动机构,由于制造能力极限以及材料工艺等等原因,一直无法突破毫米级,目前这一创纪录的滚珠轴承的尺寸是1.4975毫米外径,0.5毫米内径,并在宽0.65毫米的长度内有六个钢球。它的紧凑性,精度符合JIS码。这是日本的一家机构在2015年达到的,目前没有更进一步的突破。该机构每年的产量只有2000多枚,售价达到惊人的45美金/枚,应用在一些需要微控的自动化进程中。

太空微米级轴承滚珠制造

图片来自网络

在今后人工智能的发展过程中,微型机器人层出不穷,比如医疗机器人,在血管内行走,高精密人造耳蜗内庭结构,微型轴承的需求量会达到20亿枚/年以上,为了突破这个构造极限和产量极限,微重力的太空环境是生产这个产品的理想场所。

在地球上,生产合金的过程中,由于各种金属元素的比重和化学性质不一样,在熔融,冷凝,结晶过程中,不可避免地受到重力,残存空气的影响,导致滚珠合金内部金属元素分布不均匀,出现分层结构,因此,影响到滚珠的力学结构以及表面耐磨。

而在太空中,高频电磁波约束的高温合金金属熔液在微重力,接近绝对真空的环境中,所有元素自由均匀散布,同时在太空极端的严寒环境下,高速冷凝,金属球形成极其坚硬的表面,甚至是金属玻璃结构,表面绝对光滑,其耐磨性能无与伦比,微重力环境下,金属液滴自然凝结成圆球,其精度是地球上任何现有的加工手段难以企及的。

因此,当2020年的太空中只有中国一家太空站的情况下,我们不能够把它仅仅当作一个试验平台,而要将它工业化,生产出令人瞩目的高科技产品,创造非凡工业价值,造福人类。

人类太空探索已经超过60年,如果还停留在实验阶段,将会是极大的资源浪费。

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