3D打印推動(dòng)太空探索的成本下降，將成為人類走向太空的一大利器

3D打印——一種增材制造（AM）技術(shù)，正越來(lái)越多地被用于大型工業(yè)用途。它通常比傳統(tǒng)的工業(yè)制造方法便宜得多，特別是在定制或小批量的應(yīng)用中�，F(xiàn)在，3D打印正越來(lái)越多地在太空領(lǐng)域被采用。

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用于太空的3D打印技術(shù)

美國(guó)航天局（NASA）是3D打印探索的先驅(qū)者，為許多新技術(shù)提供資金。這些項(xiàng)目是3D打印用于太空旅行的物體和部件，將3D打印機(jī)放在航天器上進(jìn)行維護(hù)和研究，甚至用3D打印技術(shù)為生命培育棲息地。

美國(guó)宇航局熱衷于采用3D打印，主要是由于成本問(wèn)題。制造航天器許多部件所需的定制模具和模板的成本高得驚人，導(dǎo)致工程和設(shè)計(jì)的迭代和發(fā)展速度減慢。

另一方面，現(xiàn)代3D打印技術(shù)能夠按需制造定制部件和物體。在下一次打印作業(yè)中打印一個(gè)完全不同的設(shè)計(jì)，其成本并不高，而且更復(fù)雜的設(shè)計(jì)不會(huì)導(dǎo)致更高的制造成本。

隨著最新的工業(yè)3D打印機(jī)現(xiàn)在能夠生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀的、非常大的、輕的和堅(jiān)固的物體，3D打印的優(yōu)勢(shì)可以適用于大型工業(yè)和制造業(yè)項(xiàng)目。

這就是工業(yè)3D打印對(duì)航天局的工程師越來(lái)越有吸引力的原因。它提供了他們?nèi)蝿?wù)所需的低生產(chǎn)量、高設(shè)計(jì)自由度和低成本。

太空中的3D打印

宇航員受益于3D打印，他們?cè)诤教炱骱涂臻g站上的設(shè)備有助于在補(bǔ)給充足期間維持長(zhǎng)時(shí)間的太空任務(wù)。自2014年以來(lái)，國(guó)際空間站已經(jīng)使用3D打印機(jī)來(lái)開(kāi)發(fā)定制工具、備件和新設(shè)備，用于太空探索的前沿研究。

最新一代的3D打印機(jī)的用途越來(lái)越廣泛，更多的方法不斷出現(xiàn)�，F(xiàn)在，更多的材料可以用來(lái)制造更復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)，精度比以前更高。
然而，3D打印機(jī)來(lái)打印任何東西都需要原料，而這是一種消耗空間和重量的資源。美國(guó)宇航局的一個(gè)項(xiàng)目正在研究一種潛在的手段，以減少向太空中的3D打印機(jī)運(yùn)輸原料的需要。Refabricator將從舊物和廢物中重新利用材料，為國(guó)際空間站上的3D打印系統(tǒng)提供新的3D打印機(jī)原料。

Refabricator可用于重復(fù)完成國(guó)際空間站上物體的回收循環(huán)。工具和零件可以返回到系統(tǒng)中重新制作一次以上，而不會(huì)明顯降低零件的材料質(zhì)量。它還被設(shè)計(jì)為能夠重新利用用于向空間站運(yùn)送物資的泡沫和塑料包裝材料。

在未來(lái)，大規(guī)模的3D打印機(jī)可能被用來(lái)搭建著陸點(diǎn)、發(fā)射場(chǎng)和整個(gè)能夠支持太空生活的棲息地。在建筑領(lǐng)域，AM技術(shù)已經(jīng)被選擇用于極端條件，如環(huán)境災(zāi)害救援。3D打印機(jī)可以快速建造庇護(hù)所和其他結(jié)構(gòu)，24小時(shí)不間斷施工，而且不會(huì)有人命危險(xiǎn)。這些品質(zhì)使其成為未來(lái)太空基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)者的優(yōu)秀候選人。

3D打印能否推動(dòng)太空探索的成本下降？

3D打印已經(jīng)顛覆了許多工業(yè)、工程和建筑行業(yè)。它也已經(jīng)被NASA的工程師和太空中的宇航員廣泛采用。隨著它的繼續(xù)發(fā)展和能力的提高，3D打印技術(shù)的成本節(jié)約將繼續(xù)有助于降低太空探索的成本。