增材制造，俗稱3D打印，是一種通過逐層堆積材料來制造三維物體的數(shù)字化制造技術(shù)。近年來隨著技術(shù)的不斷完善，3D打印設(shè)備的精度提升同時，設(shè)備的售價以及原材料的成本具有不同程度的下降，因此除了高端領(lǐng)域在發(fā)展尖端3D打印技術(shù)外，消費級3D打印機(jī)也進(jìn)入大眾生活，并逐漸形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
 

　　而在3D打印這個大體系中，金屬3D打印又十分特殊。這是一種基于三維CAD數(shù)據(jù)，通過激光、電子束或電弧等熱源將金屬粉末或絲材逐層熔融、堆積以制造實體零件的數(shù)字化制造技術(shù)。也正因如此，與傳統(tǒng)“車、銑、磨、焊”的金屬加工邏輯不同，這種方式能夠更簡單的生產(chǎn)復(fù)雜設(shè)計的金屬零件。但相對的，原材料成本更高，且生產(chǎn)速度并不理想，無法大規(guī)模量產(chǎn)。不僅如此，受限于技術(shù)原理與限制，金屬3D打印往往伴隨著比較明顯的內(nèi)部缺陷，以及熱應(yīng)力導(dǎo)致的復(fù)雜變形和殘余應(yīng)力，通常需要大量的后續(xù)處理。
 

　　這一問題也限制了目前金屬3D打印的應(yīng)用前景，但與此同時，在另一個地方，金屬3D打印卻展現(xiàn)出了可觀的應(yīng)用潛力——航天事業(yè)。
 

　　過去，想要在太空中使用金屬材料對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或者改造探測器，需要在地面加工，之后通過地空運輸來實現(xiàn)，如果可以借助3D打印，那只需要提前準(zhǔn)備好耗材和相關(guān)載荷，就可以根據(jù)需要再太空中現(xiàn)場生產(chǎn)零件，從而避免高昂的地空運輸成本。也正因如此，微重力金屬增材制造一直是一個受到高度關(guān)注的課題。
 

　　而就在近日，我國在該領(lǐng)域收獲了重要突破——中科宇航將微重力金屬增材制造返回式科學(xué)實驗載荷交付于中國科學(xué)院力學(xué)研究所。
 

　　據(jù)悉，該載荷搭載于中科宇航力鴻一號遙一飛行器，于1月12日成功開展我國首次太空金屬增材制造實驗，成功在微重力環(huán)境下利用3D打印技術(shù)制備出金屬零部件。期間科研人員突破了微重力條件下金屬增材制造的物料穩(wěn)定輸運與成形、全流程閉環(huán)調(diào)控、載荷—火箭高可靠協(xié)同等一系列關(guān)鍵技術(shù)。標(biāo)志著我國具備了在太空微重力環(huán)境下進(jìn)行金屬3D打印的實力。
 

　　不僅如此，實驗過程中收集到的過程數(shù)據(jù)還能為我國太空金屬增材制造技術(shù)的快速迭代積累寶貴實驗資料，為未來太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供重要支持。相信在此基礎(chǔ)上，未來我國太空制造技術(shù)發(fā)展將會邁向新的高峰。