經(jīng)過兩年努力，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院和空間應(yīng)用工程技術(shù)中心聯(lián)合研發(fā)的國內(nèi)首臺太空3D打印機已經(jīng)在法國波爾多完成微重飛行試驗，最大可打印零件尺寸是NASA首臺太空打印機的2倍以上，可使用2種材料，3類工藝參數(shù)，4種模型的太空打印。這項技術(shù)成熟后將使我國空間站補給周期從半年縮小到1到2天，走在了世界前列。

近年來，3D打印技術(shù)引起了各國高度重視，其成型速度快、生產(chǎn)周期短、數(shù)字化程度高等優(yōu)勢亦引起了軍方注意。美國政府于2012年8月成立國家增材制造創(chuàng)新聯(lián)盟支持3D打印技術(shù)研發(fā)，美陸軍2013年7月即將能打印軍用小部件的移動遠(yuǎn)征實驗室投入戰(zhàn)場，著名的F-35戰(zhàn)機上已經(jīng)運用了大量3D打印零部件，我國也不甘落后。

從公開的新聞報道里可知，我國殲-20和運-20上的某些關(guān)鍵部件車床制造技術(shù)困難、成本高，均由3D打印技術(shù)克服。從這些發(fā)展趨勢看，如果將這種設(shè)備移植到太空，可以大大降低航天器研發(fā)成本、縮短研制周期、創(chuàng)新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。美國科學(xué)家認(rèn)為，由于太空環(huán)境復(fù)雜，太空3D打印的應(yīng)用價值和發(fā)展思路仍然不明確，一些認(rèn)為該技術(shù)即將在航天領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的結(jié)論是比較武斷的，資金投入和發(fā)展都需要以謹(jǐn)慎的態(tài)度實施，而我國科學(xué)家卻不信這個邪，認(rèn)為必須攻關(guān)才能搶占未來技術(shù)制高點，因而在資金投入和技術(shù)發(fā)展進(jìn)度方面反而反超了美國。

太空3D打印技術(shù)可運用的領(lǐng)域主要有五個：一是為載人航天器在軌制造替換零件，拓展航天器的壽命壽命，節(jié)約重復(fù)發(fā)射的成本；二是材料的太空再循環(huán)利用，一臺3D打印機可直接利用老化和廢舊材料進(jìn)行再回爐再制造，不必耗費新材料，甚至直接捕獲太空垃圾制造零件，節(jié)約金錢的同時還很環(huán)保；三是在軌制造在地面難以發(fā)射的部件，特別是物理尺寸較大的部件，如超大型光學(xué)鏡頭等；四是技術(shù)足夠成熟后制造整個航天器，雖然比較科幻，但理論上實現(xiàn)起來并非不可能；五是利用其它行星建造基地，這點更為科幻，但只要獲取足夠打印原材料，給打印機配備一個太陽能電池板或者核動力裝置作為動力源就可以持續(xù)打印建造基地。

NASA認(rèn)為，現(xiàn)有的宇航系統(tǒng)在設(shè)計時首要考慮的因素是在地面配裝、制造、測試和運輸時的負(fù)載，發(fā)射體積嚴(yán)格受限于火箭體積，太空無重力環(huán)境下，這些因素都可以被排除，火箭只需要將大量3D打印材料直接送往太空，想造什么結(jié)構(gòu)、想造多大材料都可以直接就地實現(xiàn)，這是航天技術(shù)的一種劃時代的突破。

盡管如此，NASA也認(rèn)為太空3D打印技術(shù)目前還面臨很多挑戰(zhàn)尚不成熟，主要的困難是：

1、太空環(huán)境復(fù)雜。太空處于微重力和零重力環(huán)境、無空氣流動、晝夜溫差大，對材料的加工精度，工藝和設(shè)備固定產(chǎn)生未知影響，相關(guān)的控制理論研究尚未完成。

2、質(zhì)量管控難度大。加工流程和產(chǎn)品性能的監(jiān)控都需要在太空環(huán)境下完成，與之配套的監(jiān)控設(shè)備、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、方式還有待完善。

3、保障設(shè)施不完善。保障設(shè)施需要提供緩解外界壓力的穩(wěn)定平臺，傳輸視頻、遙控指令、狀態(tài)監(jiān)測等數(shù)據(jù)，必須針對不同的加工工藝提供不同功率，具備較高的自動化水平，這些都需要系統(tǒng)性研究。

4、人參與環(huán)節(jié)不可避免。3D設(shè)備的搬運、檢查和調(diào)試、產(chǎn)品校驗、軟件加載等都需要人的參與，目前還不能做到完全無人化操作。

雖然存在諸多困難，但顯然克服困難后獲得的收益是巨大的，美國采取了相對保守的研發(fā)路線，NASA著眼于以國際空間站為平臺實現(xiàn)太空打印技術(shù)。2014年，其發(fā)射到國際空間站的3D打印機實現(xiàn)了首次空間站內(nèi)太空3D打印。2016年，NASA又向國際發(fā)射了一臺3D太空打印機升級版，實現(xiàn)了艙外打印。我國中科院研發(fā)的這臺3D太空打印機最大可打印零件尺寸更大，相比NASA這兩款太空3D打印機技術(shù)實現(xiàn)難度更高，說獨步全球也不為過。

不過我們也要清醒的認(rèn)識到太空3D打印面臨的諸多困難。在我國目前尚無空間站、無太空3D打印實際經(jīng)驗的情況下，需要先與國際社會合作，利用國際空間站平臺實現(xiàn)國產(chǎn)太空3D打印機技術(shù)驗證和相關(guān)配套技術(shù)開發(fā)，才能為完全突破太空3D打印技術(shù)奠定堅實的基礎(chǔ)。

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