太空3D打印最新进展：舱外打印即将开展、体积打印已完成、金属打印正在开展

舱外打印任务的立方体卫星及打印机

到目前为止，多种类型的聚合物3D打印工艺通常需要预热，这在地球环境并不存在问题。空气热对流可以快速带走零件的热量从而使其冷却，而在太空真空环境下，热量的消散依赖于辐射，通过以红外能量的形式辐射出去，过程很慢，可能需要数月时间。据称，新的3D打印工艺可以直接在真空和微重力下工作，且不需要热量，因此建造结构的速度要快得多。

1. 首次人类太空3D打印

2. 首次太空生物3D打印

2018年，俄罗斯宇航员在国际空间站上利用3D生物打印机打印出了实验鼠的甲状腺，这是人类首次在太空打印出生物器官。这一成就不仅展示了太空生物3D打印的可行性，还为未来在太空打印更复杂的人体器官和组织铺平了道路。

3. 首次太空连续纤维增强复合材料3D打印

中国在2020年5月的长征五号B载人飞船试验船上，成功搭载了自主研发的连续纤维增强复合材料3D打印机，成为全球首个实现此类技术的国家。该技术采用连续纤维束与热塑性聚合物作为原材料，通过自主研发的打印头实现复合浸渍与熔融沉积，实现了复合材料的一体化制备与成形。

4. 首次太空激光金属3D打印

2024年，空客公司制造的金属3D打印机在国际空间站上成功完成了首批液化测试线的沉积，打印出了熔化的“S曲线”，标志着3D打印机调试成功，并开始进行样件打印工作。

5. 首次太空舱外3D打印实验

2024年7月9日，欧空局发射了用于舱外3D打印实验的打印机，以测试新的3D打印技术在国际空间站“保护环境”之外的恶劣太空条件下的表现。新的3D打印工艺可以直接在真空和微重力下工作，且不需要热量，因此建造结构的速度要快得多。舱外3D打印有助于建造太空太阳能发电厂、大型通信天线、用于科学任务的大型望远镜，甚至更大的空间站。

太空3D打印技术的应用有望减少宇航员对地球补给任务的依赖，实现按需打印备件和工具，提高太空任务的效率和可持续性。通过在太空中直接打印零件，可以避免将大量备用零件运送到太空，从而节省发射成本。太空3D打印技术的发展还将为月球和火星等深空探测任务提供关键支持，确保探测任务的安全和成功。

总的来说，太空3D打印技术在技术突破、实际应用和行业影响等方面均取得了显著进展，并展现出了广阔的应用前景和巨大的发展潜力。