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3D打印走进太空

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

不久前，在国际空间站上，俄罗斯宇航员利用3D打印技术制造了小鼠甲状腺。

这是人类首次在太空打印生物器官。

在太空工作和生活并不容易，而且经常出现物资短缺的情况。

对地球“补给”的依赖限制了人类对深空的探索。

2018年，美国向国际空间站交付了世界上第一台太空3D打印机，打印了一系列太空专用零件，标志着人类“太空制造”和“自给自足”的开始。

一般来说，当国际空间站缺少某种工具或部件时，宇航员必须花费数周甚至数月的时间等待地面送来补给品。

技术人员利用太空 3D 打印机在地球上设置了该物品的制造流程，然后通过电子邮件将其发送到国际空间站。

3D打印走进太空

整个过程不到一周，实际打印时间也只有4个小时左右。

除了时间成本之外，太空3D打印节省的运输成本也相当可观。

空间站、基地或复杂航天器的系统由许多部分组成。

尽管它的设计是可靠的，但它仍然面临着零件损坏和系统升级等问题。

携带大量预制件进入太空将大大增加发射的高昂成本。

如果使用太空3D打印技术，我们只需将原材料和轻型打印机带入太空，就可以在本地制造所需的零件，最大限度地减少发射重量并提高工作效率。

未来，当人类能够从其他星球表面开采原材料时，还可以在太空建立“零部件工厂”，进一步减轻航天器的发射重量，节省空间。

太空3D打印技术的运行环境与地球上有很大不同，技术难度也不同。

在地球上，3D打印机挤出的加热塑料、金属或其他材料可以通过重力自然沉积，逐层打印三维物体。

在太空零重力条件下，需要使用以给定速率旋转的离心机来确保材料沉积到位，或者修改3D打印工艺以使设备平稳运行。

然而，原本基于地球的3D打印技术更容易适应月球和火星的微重力环境。

3D打印技术的“上马”也面临着人力短缺的问题。

在没有太空人员甚至无人监管的情况下，整个打印过程，包括生产、提取、运输、安装，都需要使用高度自动化甚至全自动化的机器人来完成系统操作和协调。

要实现“太空制造”，机器人自动化技术必不可少。

这项技术比零重力下的3D打印更加复杂和困难。

只有更加智能的机器人以及外星“就地取材”技术的突破，人类才有可能通过机器人装配线在太空中采集原材料、组装零部件，甚至在月球或火星上建造基地。

3D打印可以高精度地设计复杂的几何模型，其制造工艺一度令人叹为观止。

但与传统制造相比，需要特制材料、批量生产成本高等限制，使其显得有些“花哨”，与普通人的日常生活相去甚远。

但在航空航天、军事、临床医学等前沿领域，3D打印可以在短时间内生产出高度个性化的零件和模型，让高端制造如虎添翼。

人们对太空3D打印技术的前景充满期待。

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