米兰官网-我国实现太空金属3D打印！可为太空基础设施建设提供关键支撑—新闻—科学网

1月22日，微重力金属增材制造返回式科学试验载荷于中国科学院力学研究所（如下简称力学所）进行交付典礼。

该载荷由力学所自立研制，在1月12日搭载中科宇航“力鸿一号”遥一飞行器，乐成于太空中完成金属3D打印试验，制备出金属零部件，总体技能到达世界一流程度。

“这是我国初次基在火箭平台，实行太空金属3D打印试验，第一次于微重力情况下乐成打印出完备的金属构件，有力鞭策我国太空制造技能的成长，为将来太空基础举措措施设置装备摆设提供要害支撑。”载荷总设计师、力学所研究员姜恒说。

“力鸿一号”。中科宇航供图

为了于太空“过日子”

当前，太空制造已经成为全世界空间技能竞争的战略高地，太空金属3D打印也是航天经济范畴存眷的技能热门之一。

“于太空打印金属的焦点目的，是要解决将来人类于太空‘过日子’的实际问题。于空间站扩建、深空探测和地外基地设置装备摆设等久远使命中，原位制造能力将阐扬不成替换的作用。”姜恒说。

这一技能可以于太空中建一个“应急补缀铺”。“此刻空间站所有的工具都患上从地面运上去，将来假如去月球、火星，间隔远、运费贵，哪怕坏个螺丝，都要耗几个月时间，等着地球的补给。太空金属3D打印就是要让航天员缺甚么就能直接造，从‘带家当上天’酿成‘于天上造家当’。”姜恒说。

不外，与地面3D打印比拟，太空金属3D打印的技能难度年夜患上多。

姜恒先容，太空金属3D打印的要害技能难度于在，微重力情况下的金属熔凝历程存于掉控危害。掉重状况使液态金属不受重力与浮力影响，彻底由外貌张力、毛细力等节制，极易呈现熔滴球化、断丝、气泡滞留等问题，对于金属成形的精度造成挑战。

“金属丝一融化，它不是往下游，而是本身熔成一个小球，还有会沿着丝往回爬，很是难以节制！这内里有微重力情况下的流体节制、热传导机制和冶金物理等基础科学难题。”姜恒说。

落塔微重力试验时掉控的金属熔滴。力学所供图

从“地面研究”到“太空工程验证”

从上世纪90年月，外洋就结构了从空间站迈向小行星、月球和火星的一系列太空制造使命。最近几年来，海内最先逐渐加快结构从地面验证、火箭试验、于轨太空制造等使命，已经经与外洋进入了技能并跑竞争阶段。

2025年《国度航天局推进贸易航天高质量安全成长步履规划》明确提出，撑持贸易航天于太空资源使用、太空制造、于轨办事等新范畴开展技能攻关。

姜恒先容，已往，海内试验都是地面试验，重要依赖落塔或者掉重飞机，经由过程自由落体孕育发生微重力情况，模仿太空状况的地面试验装配。

“落塔试验可以验证许多技能道理，但它最年夜的问题是试验时间很短，只有3.6秒。”姜恒说。

这次，试验团队自立研制出微重力金属增材制造返回式科学试验载荷，搭载着“力鸿一号”遥一飞行器，升上距地面120千米的亚轨道，得到了数分钟的试验时间，并于这一时间内乐成制备出完备金属零部件。

载荷副总设计师、力学所副研究员徐文帅先容，使命历程中，团队冲破了微重力前提下金属增材制造的物料不变输运与成形、全流程闭环节制、载荷与火箭高靠得住协划一一系列要害技能。

试验竣事后，载荷舱经伞降体系平稳着陆收受接管。科研团队乐成获取了太空微重力情况中金属3D打印的熔池动态特性、物料输运、凝集举动等历程数据，以和太空增材制造金属件的成形精度与力学机能等参数，为我国太空金属增材制造技能的快速迭代堆集了名贵试验资料。

“该使命标记着我国太空金属增材制造正式从‘地面研究’阶段迈入‘太空工程验证’的新阶段。”姜恒说。

科研院所与贸易航天协同立异

于姜恒看来，这次试验的乐成，离不开力学所团队与中科宇航团队的协作。

“力鸿一号”总设计师、总批示史晓宁暗示，本次微重力增材制造载荷是“力鸿一号”首飞使命的要害科学载荷。使命不仅完成为了从发射、于轨试验到安全返回的全流程闭环验证，更初次于太空情况中实现金属构件的“地外制造”，面前目今了我国太空制造技能成长史上的一个要害印记。

“这使患上‘力鸿一号’使命逾越了火箭技能验证自己，迈入了太空制造能力设置装备摆设的实证阶段。将来，‘力鸿一号’将继承作为矫捷、靠得住、低成本的太空试验平台，为更多前沿空间科学试验提供于轨验证能力，为我国深空探测与太空前沿技能自立成长注入立异动力。”史晓宁说。

姜恒暗示，力学研究所与中科宇航结合完成的海内初次太空金属增材制造全流程技能验证，为我国贸易航天与科研院所的协同立异提供了范例，标记着我国于该范畴已经跻身国际前沿，相干技能冲破为太空制造从试验走向运用奠基基石。