為什么需要太空3D打印？

來源：科普前沿

中國新型運載火箭“長征5號B ”于5月5日成功完成首飛。期間，載人飛船試驗船搭載的“復合材料空間3D打印系統(tǒng)”在微重力條件下成功打印連續(xù)纖維增強復合材料。

南京航空航天大學材料科學與技術學院李勇教授向俄羅斯衛(wèi)星通訊社介紹太空3D打印的發(fā)展前景。

李勇教授表示，3D打印技術對于太空探索具有重要意義，將簡化超大型結構的制造。

“在我們需要向太空發(fā)射的物質中，部分由于受結構尺寸過大的限制無法被帶入太空。隨著復合材料空間3D打印技術的發(fā)展，我們便可以先向太空發(fā)射原材料，然后在太空中進行超大型結構在軌制造�？梢哉f這一技術對未來我們探索太空具有重要的意義�！�

專家同時指出，連續(xù)纖維增強復合材料是當前現代航天器結構的主要材料，具有密度低、強度高、重量輕的特點。

“節(jié)省重量對于物質進入太空是非常重要的關鍵因素，復合材料不僅重量輕，強度也比遠高于金屬，同時密度僅為1.6g/cm3，而大眾所熟知的鋼密度就有7.8g/cm3�！�

3D打印復合材料通常用于制造無法發(fā)射到太空的設備：從特殊天線到整個設備組件。中國國家航天局此前宣布，中國計劃成為全球首個在月球建立基地的國家，將使用太空3D打印技術建造。

太空3D打印是航天領域非常有前景并快速發(fā)展的領域，但這一領域的競爭才剛剛開始。

美國Made In Space公司于2016年開發(fā)出用于太空3D打印的打印機—The Zero-Gravity。如果宇航員緊急需要用品，比如特殊的扳手，那么他能夠根據從地球發(fā)送的圖紙，當天進行打印。有兩臺這款打印機已經在國際空間站成功使用。

伯明翰大學研究人員開發(fā)出用于太空3D金屬打印技術。這款設備可以克服重力，直接在軌道制造航天器。

美國國家航空航天局（NASA）資助3D食品打印技術，成功研發(fā)BeeHex打印機，可以直接在軌道上快速打印美味的比薩。但目前這項技術沒有被使用，未來計劃在例如火星旅行這樣的遠距離太空飛行的情況下使用。

南加州大學教授貝羅克·霍希尼維斯研發(fā)出一種可以在其他星球打印房屋的技術，機器人可以將建筑材料—水泥一層一層鋪開。

這些想法遇到的主要困難是如何在太空中找到建筑材料。因此，NASA資助Made In Space公司制造飛向小行星來獲得資源的特殊航天器，并將其變?yōu)椤拜d人倉庫”。