隨著國際空間站的增材制造計劃的全面展開，在空間中擁有3D打印機的概念整變得越來越熟悉。然而，盡管這一計劃取得了一定的進展，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非常困難的任務，但其作用在空間中的作用非常明顯，其可以在空間中創(chuàng)建必要的設備維護的零件。

零重力金屬3D打印機

據(jù)了解，目前在空間前沿的金屬3D打印已經(jīng)取得了一定的進展。英國伯明翰大學的英國科學家團隊開發(fā)了一種可以在零重力下工作的金屬3D打印機。這款金屬3D打印機最近在歐洲空間局(ESA)的“vomit comet”零重力模擬中進行了測試。

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

為了克服失重問題，科學家們設計了一種3D打印機，它使用鋁絲代替粉末，將其送入機器，加熱至剛剛高于其熔點，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添加劑制造設施

最近的一次測試是將3D打印機放在ESA“嘔吐彗星”飛機上，實驗證明3D打印機確實可以在零重力環(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步驟，因為這可以讓打印機在深空執(zhí)行任務，比如在火星上。

“開始聽起來似乎有點科學，”Carter解釋說。“我們將目標瞄準長期太空任務，如在火星、月亮基地上。當我們在60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18個月的旅程。”換句話說，金屬3D打印機可能是保持航天器充分供應長途飛行的必要，因為其可以在現(xiàn)場創(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添加劑制造設施

據(jù)科學家稱，他們的項目的下一步計劃是將向ISS提供示范3D打印機。他們將打印機置于零重力環(huán)境下以進一步測試其設備，并繼續(xù)提高其能力。