首次在太空中实现3D打印金属部件_月球|NASA|打印机

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增材制造，也称为3D打印，对我们的经营方式产生了深远的影响。几乎没有任何行业不受这项技术采用的影响，包括航天。像SpaceX、Rocket Lab、Aerojet Rocketdyne和Relativity Space这样的公司都转向了3D打印来制造发动机、部件和整个火箭。美国国家航空航天局还为火箭发动机和铝制火箭喷嘴3D打印了一个铝制推力室，而欧洲航天局为未来的月球栖息地制作了一个3D打印的钢地板原型。

同样，欧洲航天局和NASA也在太空中试验3D打印，即所谓的太空制造（ISM）。最近，欧空局取得了一个重要的里程碑，他们在国际空间站（ISS）上的金属3D打印机生产出了第一个在太空中制造的金属部件。这项技术将彻底改变低地球轨道（LEO）的操作，确保更换部件可以就地制造，而不是依赖于再补给任务。这一过程将降低运营成本，并使月球、火星和其他地方的长期任务成为可能！
金属3D打印机是由空中客车防务与空间公司（SAS）领导的工业团队与欧洲航天局人类和机器人探索理事会合作建造的技术演示品。它于1月下旬发射到国际空间站，由欧洲宇航员安德烈亚斯·莫根森安装在欧洲航天局哥伦布实验舱的欧洲抽屉架上。打印机于次年6月投入使用，并于8月生产出第一个3D金属形状。随着第一个金属部件的建成，欧空局计划再制造三个作为实验的一部分。
【首次在太空中实现3D打印金属部件】这四个样品将被送回地球进行质量分析和测试。其中两个将被送往欧洲航天局位于荷兰的欧洲空间研究和技术中心（ESTEC），第三个将被送往丹麦技术大学（DTU），第四个将被送往欧洲航天局位于科隆的欧洲宇航员中心（EAC），在那里它将被整合到月球设施中 —— 一个为宇航员训练而设计的月球模拟环境。 ISM的可用性将大大减少宇宙飞船前往月球、火星和其他深空地点时的补给挑战。
对于月球表面的长期任务来说，打印机器零件并直接从近地轨道运输的能力将减少维持在月球表面运行所需的发射次数。至于火星，根据需求制造替换零件、修理设备和建造特定工具的能力将确保任务人员的一定程度的自主权，并减少他们对从地球发送的补给任务的依赖。考虑到前往火星的发射窗口有限（每26个月一次）和单程穿越所需的时间（6到9个月），这一点尤为重要。
在马歇尔太空飞行中心（MSFC）的商业合作伙伴的帮助下，美国宇航局还在国际空间站上开展了一个ISM项目，并得到了美国宇航局艾姆斯研究中心物理建模小组的额外支持。这些努力始于2014年，当时NASA向国际空间站发射了第一台3D打印机（由Made in Space Inc.制造）。该技术演示者使用熔丝制造（FFF）工艺用塑料制造物体，并证明3D打印可以在微重力环境下工作。
随后创建了增材制造设施（AMF），可以使用各种材料进行打印。这些设备允许在太空中创建第一批3D打印工具，包括塑料扳手，棘轮扳手等。 2019年，美国宇航局在国际空间站上增加了reabricator实验，该实验由Tethers Unlimited开发，使用回收塑料材料制造3D打印部件。然而，欧空局的技术演示是第一个在微重力条件下成功打印金属部件的技术。

实验不会就此停止。 2021年，美国宇航局向国际空间站发送了另一台3D打印机，即Redwire Regolith Print（RRP），旨在用月球风化层制作建筑材料。他们还在研究如何在月球表面3D打印月球车车轮，以及如何利用火星岩石和矿物在现场制造未来任务所需的任何东西。 NASA还与德克萨斯大学埃尔帕索分校（UTEP）和扬斯敦州立大学（YSU）合作，考虑如何利用月球或火星资源3D打印电池。
这项技术的潜在应用几乎是无限的，并且是人类超越低地球轨道（LEO）的所有计划中不可或缺的一部分。
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首次在太空中实现3D打印金属部件

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