太空3D打印金属构件成为现实

吊鱼儿

　　2026年1月12日，我所在的中国科学院力学研究所团队自主研发的微重力金属增材制造实验载荷，搭载中科宇航力鸿一号飞行器，在太空中顺利完成金属增材制造（即3D打印）实验并回收。这标志着我国太空金属制造技术正式迈入“太空工程验证”新阶段。

　　姜恒近照，AI修饰生成素描画

　　想要在太空实现金属构件的3D打印难度超乎想象。
　　首先，在太空微重力环境下，金属熔池和液滴成形控制难度极大，如同“用勺子盛太空中的水”，稍有不慎便会“洒落”。此外，这次实验无人工干预，完全依靠设备自主运行。为此，我和团队成员研发了高精度自适应闭环控制系统，通过多项关键技术攻关，实现了对熔融金属沉积与凝固过程的稳定控制。
　　火箭发射阶段的剧烈振动、冲击，以及太空极端温度变化与辐射环境下，如何保证精密载荷的可靠性，是我们面临的又一大难关。随火箭上天的实验装置内部设备净重仅约50公斤，体积小于115升，却高度集成了激光打印、闭环控制、能源供应等多个系统，相当于将一座“微型制造实验室”装入载荷舱。
　　我们采用“发射—太空打印—返回”的短周期方案。火箭进入太空后，载荷立即开展工作，任务完成后迅速返回地面。这种高效灵活的方式，能够显著降低成本，为未来开展常态化太空制造开拓了新途径。
　　为模拟真实太空环境，我们利用落塔开展了大量自由落体实验；为抵御发射振动，所有部件均经过严格的地面振动考核；发射前夕，团队连续多日坚守现场……当遥测数据传回，确认太空打印的金属构件完整成型时，全体成员无比激动和振奋。下一步，我们将对回收样品与飞行数据进行深入分析，持续优化技术，为未来实现规模化太空应用奠定基础。
　　有人会问：在太空进行3D打印究竟有何意义？
　　从航天领域来看，无论是太空基础设施建设还是深空探测，都离不开大量金属构件。有了太空金属3D打印技术，就能够实现原位制造、快速维修，极大提升太空任务的自主性与灵活性。
　　相关技术还可推动太空旅游等产业发展，同时反哺地面高端制造，提升工业水平与产品品质。更重要的是，这一成就展现了我国在太空科技领域的创新实力，为人类探索宇宙贡献了中国智慧。
　　不妨畅想一下，也许未来某天，我们在太空中的工具和维修设备，都是由这一3D打印技术制造——而这一切的起点，或许正是那个从太空归来的金属构件。
　　（作者姜恒，系中国科学院力学研究所研究员、微重力重点实验室副主任，人民日报记者吴月辉采访整理）
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