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(dāng)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(biāo)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(zhǔn)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(biāo)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)。