在太空中直接3D打印金屬零件，國際空間站成功完成首次打印測試

2024年6月6日，南極熊獲悉，歐空局成功在國際空間站上進行了首次金屬3D打印。他們使用激光送絲3D打印工藝，打印了S型測試曲線，成功地完成了金屬3D打印機的調(diào)試。

相對于激光粉末床3D打印機，在太空中使用金屬絲材進行打印更便于控制原材料和打印過程。雖然打印測試只打印了一條小小的不銹鋼S形曲線，但這是在軌制造的一次巨大飛躍，未來能夠進一步擴展至打印完整的金屬部件。

據(jù)南極熊了解，金屬3D打印機是由空中客車公司領(lǐng)導(dǎo)的一個工業(yè)團隊根據(jù)與歐空局人類和機器人探索局共同開發(fā)的，它已于今年 1 月抵達國際空間站。歐空局宇航員安德烈亞斯-莫根森（Andreas Mogensen）隨后將這個重約180公斤的3D打印機安裝在歐空局哥倫布艙的歐洲抽屜架Mark II上。法國的 CADMOS 用戶支持中心負責(zé)從地面監(jiān)督打印操作。

△德烈亞斯-莫根森（Andreas Mogensen）安裝太空金屬3D打印機

金屬3D打印機的設(shè)計原理是將不銹鋼絲送入打印區(qū)，打印區(qū)由高功率激光器加熱，其功率大約是普通激光筆的一百萬倍。當(dāng)金屬絲浸入熔池時，金屬絲的末端就會熔化，這樣金屬就會加入到打印件中。

打印過程完全由地面監(jiān)控，機載人員只需在打印開始前打開氮氣和排氣閥即可。為了安全起見，打印機在一個完全密封的箱體內(nèi)運行，防止多余的熱量或煙霧外泄。

已選定四種形狀用于隨后的全尺寸三維打印，這些形狀隨后將被送回地球，與正常重力下在地面上打印的參照物進行比較。

其中兩個打印部件將在荷蘭 ESTEC 的材料和電子元件實驗室進行分析，以了解長期微重力是否會對金屬材料的打印產(chǎn)生影響。另外兩個將被送往歐洲宇航員中心和丹麥技術(shù)大學(xué)（DTU）。

歐空局未來發(fā)展的目標(biāo)之一是創(chuàng)建循環(huán)型太空經(jīng)濟，在軌道上回收材料，以便更好地利用資源，例如將舊衛(wèi)星上的碎片重新用于新的工具或結(jié)構(gòu)。這種金屬3D打印機的運行版本將不再需要用火箭將工具送上去，而是讓宇航員在軌道上打印所需的部件。