人類距離太空3D打印再進一步。

2024年8月，國際空間站（ISS）成功完成了歷史上首次在太空微重力環(huán)境下的金屬3D打印，這一里程碑標志著太空制造領(lǐng)域的重大飛躍，為未來依賴在軌生產(chǎn)和維修的太空任務(wù)開辟了新的可能性。

此次任務(wù)由歐洲航天局（ESA）牽頭，旨在展示微重力條件下制造金屬部件的可行性，未來將對月球和火星的長期探索產(chǎn)生深遠影響。

金屬3D打印機的安裝與運行

這臺金屬3D打印機由空中客車公司與其合作伙伴在ESA的支持下開發(fā)，并于2024年1月隨貨運飛船運抵國際空間站。打印機被安裝在哥倫布實驗艙內(nèi)，并置于一個密封的盒子中，盒子內(nèi)通過氮氣取代氧氣，以消除火災(zāi)風(fēng)險，同時防止高溫打印過程中金屬的氧化。該打印機的工作溫度超過1200°C，利用激光熔化不銹鋼絲，從而制造金屬部件。

第一臺金屬3D打印機安裝在太空試驗艙

2024年5月，打印機在ESA宇航員安德烈亞斯·莫根森的指導(dǎo)下開始首次運行。經(jīng)過初步調(diào)試和測試，打印機成功打印出了第一層，隨后切換至3D打印模式，逐層構(gòu)建所需的形狀。整個過程中，最具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)是準確測量并調(diào)整每一層的高度，以確保打印精度。

打印進展與成果

到7月中旬，打印機已完成了55層，并成功打印出第一個樣品的一半。經(jīng)過流程優(yōu)化后，打印速度加快，進入了“巡航階段”。到8月初，首個金屬3D打印樣品已完全成型，并于8月21日由國際空間站的宇航員Sunita Williams和Jeanette Epps從密封盒中安全取出。

在太空中3D打印的第一個金屬部件

在接下來的實驗階段，國際空間站工作人員將繼續(xù)打印另外三個金屬部件，這些部件將在后期送回地球，與地面實驗室制造的類似部件進行機械性能比較。通過這些實驗，科學(xué)家們將進一步了解微重力環(huán)境對金屬3D打印的影響，這些數(shù)據(jù)對未來的太空制造，尤其是在月球和火星上建立永久基地的任務(wù)具有重要意義。

國際空間站上的第一臺金屬3D打印機

此次成功不僅展示了金屬3D打印在微重力條件下的可行性，更為未來的深空任務(wù)提供了新的解決方案。隨著技術(shù)的進步，太空中的在軌制造能力將變得愈發(fā)重要，能夠根據(jù)實際需求制造零部件或替換故障設(shè)備，減少對地面補給的依賴，極大提升未來探索任務(wù)的自主性與靈活性。

人類距離太空3D打印再進一步。

2024年8月，國際空間站（ISS）成功完成了歷史上首次在太空微重力環(huán)境下的金屬3D打印，這一里程碑標志著太空制造領(lǐng)域的重大飛躍，為未來依賴在軌生產(chǎn)和維修的太空任務(wù)開辟了新的可能性。

此次任務(wù)由歐洲航天局（ESA）牽頭，旨在展示微重力條件下制造金屬部件的可行性，未來將對月球和火星的長期探索產(chǎn)生深遠影響。

金屬3D打印機的安裝與運行

這臺金屬3D打印機由空中客車公司與其合作伙伴在ESA的支持下開發(fā)，并于2024年1月隨貨運飛船運抵國際空間站。打印機被安裝在哥倫布實驗艙內(nèi)，并置于一個密封的盒子中，盒子內(nèi)通過氮氣取代氧氣，以消除火災(zāi)風(fēng)險，同時防止高溫打印過程中金屬的氧化。該打印機的工作溫度超過1200°C，利用激光熔化不銹鋼絲，從而制造金屬部件。

第一臺金屬3D打印機安裝在太空試驗艙

2024年5月，打印機在ESA宇航員安德烈亞斯·莫根森的指導(dǎo)下開始首次運行。經(jīng)過初步調(diào)試和測試，打印機成功打印出了第一層，隨后切換至3D打印模式，逐層構(gòu)建所需的形狀。整個過程中，最具挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)是準確測量并調(diào)整每一層的高度，以確保打印精度。

打印進展與成果

到7月中旬，打印機已完成了55層，并成功打印出第一個樣品的一半。經(jīng)過流程優(yōu)化后，打印速度加快，進入了“巡航階段”。到8月初，首個金屬3D打印樣品已完全成型，并于8月21日由國際空間站的宇航員Sunita Williams和Jeanette Epps從密封盒中安全取出。

在太空中3D打印的第一個金屬部件

在接下來的實驗階段，國際空間站工作人員將繼續(xù)打印另外三個金屬部件，這些部件將在后期送回地球，與地面實驗室制造的類似部件進行機械性能比較。通過這些實驗，科學(xué)家們將進一步了解微重力環(huán)境對金屬3D打印的影響，這些數(shù)據(jù)對未來的太空制造，尤其是在月球和火星上建立永久基地的任務(wù)具有重要意義。

國際空間站上的第一臺金屬3D打印機

此次成功不僅展示了金屬3D打印在微重力條件下的可行性，更為未來的深空任務(wù)提供了新的解決方案。隨著技術(shù)的進步，太空中的在軌制造能力將變得愈發(fā)重要，能夠根據(jù)實際需求制造零部件或替換故障設(shè)備，減少對地面補給的依賴，極大提升未來探索任務(wù)的自主性與靈活性。