首批在太空中3D打印的金屬部件返回地球進行測試

2025年2月28日，南極熊獲悉，首批由歐洲航天局國際空間站上的金屬定向能量沉積（DED）系統(tǒng)在太空中 3D 打印的金屬部件樣品已運抵地球。它們現(xiàn)在將在 ESTEC 的材料和電氣元件實驗室進行測試。這些部件將與在地球上打印的樣品進行比較，以了解微重力如何影響打印過程。另一個樣品將交給丹麥技術(shù)大學(xué) (DTU)。

圖片來源：ESA-R. Moorkens O'Reilly

雖然宇航員此前曾在國際空間站操作過塑料 3D 打印機，但這是首次在軌道上成功進行金屬 3D 打印。隨著任務(wù)距離地球越來越遠，太空制造對于自給自足至關(guān)重要，宇航員可以按需制造重要部件、維修設(shè)備和制造工具，而無需依賴昂貴的補給任務(wù)。

國際空間站上的金屬 3D 打印機基于 DED 技術(shù)，以金屬絲為原料，由空中客車防務(wù)與航天公司牽頭的工業(yè)團隊根據(jù)與歐洲航天局 (ESA) 簽訂的合同開發(fā)，由空中客車防務(wù)與航天公司共同資助。它利用了法國金屬 3D 打印機制造商 AddUp 通過與 BeAM 合并獲得的技術(shù)。

為 ESA 提供的 AddUp 金屬 3D 打印機（圖片來源：ESA）

金屬3D 打印項目始于 2016 年，當時歐洲航天局將合同授予了空中客車防務(wù)與航天公司。項目的一個主要目標是開發(fā)第一臺在微重力條件下安全運行的金屬 3D 打印機，并搭載在國際空間站上。AddUp 是金屬 3D 打印領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，10 多年來一直為空中客車集團提供支持，不僅提供飛行部件，還參與各種創(chuàng)新項目。

這臺金屬 3D 打印機于于 2024 年 1 月 30 日由 NASA NG-20 任務(wù)成功發(fā)射至國際空間站，被安裝在國際空間站哥倫布歐洲科學(xué)艙上，與歐洲團隊進行的其他實驗一起進行。金屬 3D 打印機旨在評估增材技術(shù)的能力和性能，并在持續(xù)微重力條件下進行 3D 金屬沉積。

太空艙內(nèi)的金屬 3D 打印機打印了四個樣本，為了參考和比較，這些樣本也將在地面上打印。這些樣本返回地球后將展開分析并與地面上生產(chǎn)的樣本進行比較。這些實驗旨在使外星金屬 3D 打印成為可能，例如用于制造備件。太空中的金屬 3D 打印將減少來自地球的物流需求，從準備、起飛到交付可能需要長達 12 個月的時間。

無需從地球運輸，直接在太空制造零部件的能力標志著推動下一代太空探索進入新階段。這將節(jié)省數(shù)百萬美元，并使人類太空飛行能夠通過自主操作實現(xiàn)。