首批在太空中3D打印的金属部件返回地球进行测试

2025年2月28日，南极熊获悉，首批由欧洲航天局国际空间站上的金属定向能量沉积（DED）系统在太空中 3D 打印的金属部件样品已运抵地球。它们现在将在 ESTEC 的材料和电气元件实验室进行测试。这些部件将与在地球上打印的样品进行比较，以了解微重力如何影响打印过程。另一个样品将交给丹麦技术大学 (DTU)。

图片来源：ESA-R. Moorkens O'Reilly

虽然宇航员此前曾在国际空间站操作过塑料 3D 打印机，但这是首次在轨道上成功进行金属 3D 打印。随着任务距离地球越来越远，太空制造对于自给自足至关重要，宇航员可以按需制造重要部件、维修设备和制造工具，而无需依赖昂贵的补给任务。

国际空间站上的金属 3D 打印机基于 DED 技术，以金属丝为原料，由空中客车防务与航天公司牵头的工业团队根据与欧洲航天局 (ESA) 签订的合同开发，由空中客车防务与航天公司共同资助。它利用了法国金属 3D 打印机制造商 AddUp 通过与 BeAM 合并获得的技术。

为 ESA 提供的 AddUp 金属 3D 打印机（图片来源：ESA）

金属3D 打印项目始于 2016 年，当时欧洲航天局将合同授予了空中客车防务与航天公司。项目的一个主要目标是开发第一台在微重力条件下安全运行的金属 3D 打印机，并搭载在国际空间站上。AddUp 是金属 3D 打印领域的领导者，10 多年来一直为空中客车集团提供支持，不仅提供飞行部件，还参与各种创新项目。

这台金属 3D 打印机于于 2024 年 1 月 30 日由 NASA NG-20 任务成功发射至国际空间站，被安装在国际空间站哥伦布欧洲科学舱上，与欧洲团队进行的其他实验一起进行。金属 3D 打印机旨在评估增材技术的能力和性能，并在持续微重力条件下进行 3D 金属沉积。

太空舱内的金属 3D 打印机打印了四个样本，为了参考和比较，这些样本也将在地面上打印。这些样本返回地球后将展开分析并与地面上生产的样本进行比较。这些实验旨在使外星金属 3D 打印成为可能，例如用于制造备件。太空中的金属 3D 打印将减少来自地球的物流需求，从准备、起飞到交付可能需要长达 12 个月的时间。

无需从地球运输，直接在太空制造零部件的能力标志着推动下一代太空探索进入新阶段。这将节省数百万美元，并使人类太空飞行能够通过自主操作实现。