为什么需要太空3D打印？

来源：科普前沿

中国新型运载火箭“长征5号B ”于5月5日成功完成首飞。期间，载人飞船试验船搭载的“复合材料空间3D打印系统”在微重力条件下成功打印连续纤维增强复合材料。

南京航空航天大学材料科学与技术学院李勇教授向俄罗斯卫星通讯社介绍太空3D打印的发展前景。

李勇教授表示，3D打印技术对于太空探索具有重要意义，将简化超大型结构的制造。

“在我们需要向太空发射的物质中，部分由于受结构尺寸过大的限制无法被带入太空。随着复合材料空间3D打印技术的发展，我们便可以先向太空发射原材料，然后在太空中进行超大型结构在轨制造。可以说这一技术对未来我们探索太空具有重要的意义。”

专家同时指出，连续纤维增强复合材料是当前现代航天器结构的主要材料，具有密度低、强度高、重量轻的特点。

“节省重量对于物质进入太空是非常重要的关键因素，复合材料不仅重量轻，强度也比远高于金属，同时密度仅为1.6g/cm3，而大众所熟知的钢密度就有7.8g/cm3。”

3D打印复合材料通常用于制造无法发射到太空的设备：从特殊天线到整个设备组件。中国国家航天局此前宣布，中国计划成为全球首个在月球建立基地的国家，将使用太空3D打印技术建造。

太空3D打印是航天领域非常有前景并快速发展的领域，但这一领域的竞争才刚刚开始。

美国Made In Space公司于2016年开发出用于太空3D打印的打印机—The Zero-Gravity。如果宇航员紧急需要用品，比如特殊的扳手，那么他能够根据从地球发送的图纸，当天进行打印。有两台这款打印机已经在国际空间站成功使用。

伯明翰大学研究人员开发出用于太空3D金属打印技术。这款设备可以克服重力，直接在轨道制造航天器。

美国国家航空航天局（NASA）资助3D食品打印技术，成功研发BeeHex打印机，可以直接在轨道上快速打印美味的比萨。但目前这项技术没有被使用，未来计划在例如火星旅行这样的远距离太空飞行的情况下使用。

南加州大学教授贝罗克·霍希尼维斯研发出一种可以在其他星球打印房屋的技术，机器人可以将建筑材料—水泥一层一层铺开。

这些想法遇到的主要困难是如何在太空中找到建筑材料。因此，NASA资助Made In Space公司制造飞向小行星来获得资源的特殊航天器，并将其变为“载人仓库”。