隨著國(guó)際空間站的增材制造計(jì)劃的全面展開，在空間中擁有3D打印機(jī)的概念整變得越來越熟悉。然而，盡管這一計(jì)劃取得了一定的進(jìn)展，但仍需要解決很多的障礙和挑戰(zhàn)，以讓增材制造在宇宙中發(fā)揮全部的潛能。例如，金屬3D打印目前仍然是一個(gè)非常困難的任務(wù)，但其作用在空間中的作用非常明顯，其可以在空間中創(chuàng)建必要的設(shè)備維護(hù)的零件。

零重力金屬3D打印機(jī)

據(jù)了解，目前在空間前沿的金屬3D打印已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。英國(guó)伯明翰大學(xué)的英國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種可以在零重力下工作的金屬3D打印機(jī)。這款金屬3D打印機(jī)最近在歐洲空間局(ESA)的“vomit comet”零重力模擬中進(jìn)行了測(cè)試。

正如伯明翰大學(xué)的研究人員Luke Carter所說，金屬3D打印比塑料3D打印機(jī)更適合零重力環(huán)境。“這是個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，金屬是一個(gè)不同的球類游戲，”他告訴泰晤士報(bào)。這些困難歸因于許多因素，包括限制功率要求(機(jī)器只能在1300w運(yùn)行)，以及在飛行器周圍浮動(dòng)有金屬粉末或者熔融金屬滴等問題。

為了克服失重問題，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種3D打印機(jī)，它使用鋁絲代替粉末，將其送入機(jī)器，加熱至剛剛高于其熔點(diǎn)，并擠壓成指定形狀，類似于塑料絲擠出一樣。隨著印刷鋁冷卻，通過表面張力將層熔合在一起。

ISS添加劑制造設(shè)施

最近的一次測(cè)試是將3D打印機(jī)放在ESA“嘔吐彗星”飛機(jī)上，實(shí)驗(yàn)證明3D打印機(jī)確實(shí)可以在零重力環(huán)境中工作。然而，根據(jù)研究人員的說法，這只是其過程中的一個(gè)步驟，因?yàn)檫@可以讓打印機(jī)在深空?qǐng)?zhí)行任務(wù)，比如在火星上。

“開始聽起來似乎有點(diǎn)科學(xué)，”Carter解釋說。“我們將目標(biāo)瞄準(zhǔn)長(zhǎng)期太空任務(wù)，如在火星、月亮基地上。當(dāng)我們?cè)?0年代和70年代去月球，我們可以把我們需要的一切全部帶上去。如果你要去火星，那是一個(gè)18個(gè)月的旅程。”換句話說，金屬3D打印機(jī)可能是保持航天器充分供應(yīng)長(zhǎng)途飛行的必要，因?yàn)槠淇梢栽诂F(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)建定制的零部件，防止意外的問題發(fā)生，以保證宇航員在空間中的正常的生活。

ISS添加劑制造設(shè)施

據(jù)科學(xué)家稱，他們的項(xiàng)目的下一步計(jì)劃是將向ISS提供示范3D打印機(jī)。他們將打印機(jī)置于零重力環(huán)境下以進(jìn)一步測(cè)試其設(shè)備，并繼續(xù)提高其能力。