9月20日，世界鋼協(xié)官方發(fā)布了一篇題為《3D金屬打印技術(shù)應(yīng)用到國(guó)際空間站》的文章。文中提到，近期，歐洲航天局哥倫布實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的一臺(tái)3D金屬打印機(jī)在國(guó)際空間站成功打印出了首個(gè)鋼鐵組件，這一創(chuàng)舉推動(dòng)鋼鐵材料邁進(jìn)了“太空時(shí)代”。作為全球首例，這臺(tái)打印機(jī)運(yùn)用液態(tài)不銹鋼打印出了一小條S形曲線，有力地證明了3D鋼鐵增材制造（一種每次構(gòu)建一層物體的工藝）能夠在太空環(huán)境中得以實(shí)現(xiàn)。
“這條S形曲線屬于‘測(cè)試線條’，它標(biāo)志著3D金屬打印機(jī)調(diào)試大功告成。不久之后，我們將會(huì)嘗試打印出完整的鋼鐵零件�！睔W洲航天局技術(shù)官羅布・波斯特馬（RobPostema）介紹道。這臺(tái)3D金屬打印機(jī)僅有一臺(tái)常規(guī)微波爐般大小，由空客國(guó)防航天公司、AddUp公司（法國(guó)工業(yè)增材制造商）、克蘭菲爾德大學(xué)等聯(lián)合開(kāi)發(fā)，歐洲航天局為其提供項(xiàng)目資助，并于今年1月份方才運(yùn)抵國(guó)際空間站。
文章指出，打印機(jī)抵達(dá)國(guó)際空間站后，安裝環(huán)節(jié)至關(guān)重要。歐洲航天局的丹麥籍宇航員安德烈亞斯・莫根森（AndreasMogensen）負(fù)責(zé)將打印機(jī)穩(wěn)固在哥倫布艙內(nèi)，并保證密封效果，以此保障航天設(shè)備和宇航員的安全。鑒于高功率激光器存在的安全隱患，航天員必須對(duì)打印機(jī)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格把控，防止有害氣體或顆粒泄漏至國(guó)際空間站。同時(shí)，還需降低內(nèi)部空氣中的氧氣含量，以降低金屬打印過(guò)程中因高溫而引發(fā)燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。3D打印流程從不銹鋼絲的沉積起始，與傳統(tǒng)的塑料絲打印不同，這些不銹鋼絲通過(guò)高功率激光熔化，激光溫度高達(dá)1200攝氏度，激光將金屬絲熔化后逐層沉積于移動(dòng)板上，逐步構(gòu)建出零件。值得留意的是，打印機(jī)的實(shí)際操作員身處法國(guó)的CADMOS用戶支持中心，位于國(guó)際空間站的航天員僅需操作排氣閥等，即可開(kāi)啟打印。
羅布・波斯特馬表示，盡管基于聚合物的3D金屬打印機(jī)在國(guó)際空間站打印其他物體已有一段時(shí)日，航天人員也積累了一定經(jīng)驗(yàn)，但金屬制品的打印難度相對(duì)更大。為測(cè)試打印機(jī)在太空工作中的各類可能性，航天員首先要打印一些預(yù)定形狀的金屬，而后將這些金屬送回地球，方便科學(xué)家對(duì)比其與在正常重力條件下于地球上打印的相同形狀金屬的質(zhì)量和性能�？茖W(xué)家們會(huì)通過(guò)對(duì)比相關(guān)數(shù)據(jù)，了解微重力對(duì)打印過(guò)程和金屬的影響。這將有助于改進(jìn)未來(lái)的3D打印技術(shù)，增強(qiáng)“太空制造”的可靠性。
相關(guān)學(xué)者稱，傳統(tǒng)的太空探索部件生產(chǎn)依賴于地球上的制造與運(yùn)輸，不僅成本高昂，運(yùn)輸過(guò)程也極為復(fù)雜。通過(guò)在國(guó)際空間站開(kāi)展3D金屬打印，宇航員能夠在軌道上直接制造工具和部件，大大縮短了運(yùn)輸時(shí)間、降低了運(yùn)輸成本，對(duì)于執(zhí)行長(zhǎng)期任務(wù)意義非凡。截至7月中旬，國(guó)際空間站的這一團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功打印了55層結(jié)構(gòu)，完成了第一個(gè)完整樣品的一半。通過(guò)優(yōu)化打印過(guò)程，他們計(jì)劃將打印時(shí)間從每天3.5小時(shí)延長(zhǎng)至每天4.5小時(shí)，以進(jìn)一步提升效率。
