“太空制造”又近一步，就地打印，不必等待從地球上“發(fā)貨”。

作為美國航空航天局（NASA）的合作伙伴，諾斯羅普·格魯曼公司將在2024年1月29日之前，通過獵鷹9號火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角的太空部隊站發(fā)射執(zhí)行其第20次商業(yè)補給服務任務。這次發(fā)射的任務之一是將包括3D打印設備在內(nèi)的補給物資送達國際空間站，為太空中的制造和科學研究提供支持。

天鵝座太空貨船。圖片來源：美國航空航天局

此次任務中一個備受期待的項目是歐洲航天局（ESA）的金屬3D打印機，將在微重力環(huán)境下測試小型金屬3D打印部件。這臺打印機將研究打印的金屬形狀在微重力下的表現(xiàn)與地球上生產(chǎn)的金屬形狀相比如何。

用于國際空間站的金屬3D打印機。圖片來源：歐洲航天局

歐洲航天局的羅布·波斯特瑪（Rob Postema）表示：“這項研究讓我們初步了解了這種打印機在太空環(huán)境中的運作情況。”他補充道：“3D打印機能夠制造出多種形狀的對象。我們計劃先打印一些樣本，以此來探索太空中的3D打印與地球上的3D打印之間的區(qū)別，同時也研究我們能用這項技術打印出哪些類型的形狀。此外，這項研究還有助于演示宇航員如何能夠安全且高效地在太空中打印金屬零件。”

金屬3D打印機在發(fā)射到空間站之前生產(chǎn)的樣品。圖片來源：歐洲航天局

該金屬3D打印項目是在歐洲航天局（ESA）的領導下，由多個工業(yè)和學術合作伙伴共同努力的結(jié)果。空中客車公司（EPA：AIR）、意大利的航空航天公司Highftech Engineering、法國的金屬3D打印領域領導者AddUp以及克蘭菲爾德大學都是該項目的主要貢獻者。

位于法國圖盧茲的空客防務和航天團隊負責管理該項目，包括集成3D打印機的關鍵組件和電源系統(tǒng)，同時確保這些系統(tǒng)能夠適應太空環(huán)境的特殊要求?？颂m菲爾德大學則負責能源和材料輸送機制的開發(fā)，其中包括如何高效地使用激光技術和不銹鋼絲材料。Highftech Engineering公司承擔了制造打印機外殼和集成流體管理系統(tǒng)的任務。與此同時，AddUp（法孚和米其林的合資企業(yè)）在創(chuàng)建打印機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機制方面發(fā)揮了關鍵作用。AddUp公司負責設計和實現(xiàn)控制打印機的PLC（可編程邏輯控制器）以及建立打印機與地面控制中心之間的通信接口。

太空金屬3D打印宣傳視頻截圖，圖片來源：歐洲航天局

這項研究的成果有望深化人類對太空金屬3D打印的功能、性能、操作方式以及打印零件的質(zhì)量、強度和特性的了解。對于未來的長期人類太空任務來說，補給一直是一個挑戰(zhàn)。通過使用3D打印技術，宇航員可以在長期的太空飛行，甚至在月球或火星上進行設備維護時，現(xiàn)場制造所需零件。這樣不僅減少了運送備用零件的需求，還避免了預先猜測可能需要的每一種工具或物品的必要，從而節(jié)省了時間和發(fā)射成本。

此外，過去幾年里，太空中的3D打印實驗已經(jīng)取得了不錯的進展。例如，在2023年4月25日，NASA在弗吉尼亞州沃洛普斯飛行設施進行的探空火箭試驗中，他們成功地在太空邊緣測試了3D打印的混合電路。而作為AstroCardia項目的一部分，五家比利時公司和研究中心正在合作3D打印人造心臟和循環(huán)系統(tǒng)，將于2025年發(fā)送到國際空間站。

“太空制造”又近一步，就地打印，不必等待從地球上“發(fā)貨”。

作為美國航空航天局（NASA）的合作伙伴，諾斯羅普·格魯曼公司將在2024年1月29日之前，通過獵鷹9號火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角的太空部隊站發(fā)射執(zhí)行其第20次商業(yè)補給服務任務。這次發(fā)射的任務之一是將包括3D打印設備在內(nèi)的補給物資送達國際空間站，為太空中的制造和科學研究提供支持。

天鵝座太空貨船。圖片來源：美國航空航天局

此次任務中一個備受期待的項目是歐洲航天局（ESA）的金屬3D打印機，將在微重力環(huán)境下測試小型金屬3D打印部件。這臺打印機將研究打印的金屬形狀在微重力下的表現(xiàn)與地球上生產(chǎn)的金屬形狀相比如何。

用于國際空間站的金屬3D打印機。圖片來源：歐洲航天局

歐洲航天局的羅布·波斯特瑪（Rob Postema）表示：“這項研究讓我們初步了解了這種打印機在太空環(huán)境中的運作情況。”他補充道：“3D打印機能夠制造出多種形狀的對象。我們計劃先打印一些樣本，以此來探索太空中的3D打印與地球上的3D打印之間的區(qū)別，同時也研究我們能用這項技術打印出哪些類型的形狀。此外，這項研究還有助于演示宇航員如何能夠安全且高效地在太空中打印金屬零件。”

金屬3D打印機在發(fā)射到空間站之前生產(chǎn)的樣品。圖片來源：歐洲航天局

該金屬3D打印項目是在歐洲航天局（ESA）的領導下，由多個工業(yè)和學術合作伙伴共同努力的結(jié)果。空中客車公司（EPA：AIR）、意大利的航空航天公司Highftech Engineering、法國的金屬3D打印領域領導者AddUp以及克蘭菲爾德大學都是該項目的主要貢獻者。

位于法國圖盧茲的空客防務和航天團隊負責管理該項目，包括集成3D打印機的關鍵組件和電源系統(tǒng)，同時確保這些系統(tǒng)能夠適應太空環(huán)境的特殊要求?？颂m菲爾德大學則負責能源和材料輸送機制的開發(fā)，其中包括如何高效地使用激光技術和不銹鋼絲材料。Highftech Engineering公司承擔了制造打印機外殼和集成流體管理系統(tǒng)的任務。與此同時，AddUp（法孚和米其林的合資企業(yè)）在創(chuàng)建打印機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機制方面發(fā)揮了關鍵作用。AddUp公司負責設計和實現(xiàn)控制打印機的PLC（可編程邏輯控制器）以及建立打印機與地面控制中心之間的通信接口。

太空金屬3D打印宣傳視頻截圖，圖片來源：歐洲航天局

這項研究的成果有望深化人類對太空金屬3D打印的功能、性能、操作方式以及打印零件的質(zhì)量、強度和特性的了解。對于未來的長期人類太空任務來說，補給一直是一個挑戰(zhàn)。通過使用3D打印技術，宇航員可以在長期的太空飛行，甚至在月球或火星上進行設備維護時，現(xiàn)場制造所需零件。這樣不僅減少了運送備用零件的需求，還避免了預先猜測可能需要的每一種工具或物品的必要，從而節(jié)省了時間和發(fā)射成本。

此外，過去幾年里，太空中的3D打印實驗已經(jīng)取得了不錯的進展。例如，在2023年4月25日，NASA在弗吉尼亞州沃洛普斯飛行設施進行的探空火箭試驗中，他們成功地在太空邊緣測試了3D打印的混合電路。而作為AstroCardia項目的一部分，五家比利時公司和研究中心正在合作3D打印人造心臟和循環(huán)系統(tǒng)，將于2025年發(fā)送到國際空間站。