3D列印：全方位參與太空生活的衣食住行

【中國智能製造網 智造快訊】日新月異的3D列印技術不僅能隨飛機翱翔雲端，而且早已衝出九霄，游於天外，全方位滲透進了太空探索的方方面面，作用在衣食住行之中，成為未來太空生活不可或缺的技術之一。儘管很多項目尚不完善，但已經取得的眾多成果無疑昭示著太空3D列印的光明前景。

3D列印：全方位參與太空生活的衣食住行

最近，國產大飛機C919首飛成功的消息振奮了不少國人的內心。其中，3D列印技術通過製造更輕盈的部件幫助機身減重，為這次飛行的順利完成做出了不小的貢獻。事實上，3D列印技術不僅能飛上雲端，而且早已衝出九霄，游於天外，全方位滲透進了太空探索的方方面面，作用在衣食住行之中，成為未來太空生活不可或缺的技術之一。

3D列印令宇航服更加安全

外太空環境惡劣，當宇航員在艙外活動時，作為將人體與外界隔開的唯一防護層，宇航服安全性能的重要性不言而喻。中、美等航天大國不約而同地選擇把3D列印技術運用於宇航服的製作，以提高其安全指數。

2015年，中國航天科技集團公司一院211廠工藝研發中心利用3D列印技術，實現了艙外航天服通風流量分配管路和法蘭產品的一體化成形。這樣做可以提高產品的可靠性，保證航天員艙外活動的安全，並提高航天服的研製進度。這一技術得到了中國航天員科研訓練中心的認可。

今年四月，美國國家航空航天局(NASA)的噴氣推進實驗室提出在空間中使用的金屬織物。該團隊希望以此降低成本並創建獨特的材料。這些織物最終可用來幫助宇航員屏蔽隕石或其他行星的惡劣環境條件。

3D列印使太空食品更為豐富

為了保證在失重狀態下正常進食，傳統的太空食物講究盡量能一口吃掉，沒什麼湯湯水水。因而往往被做成像牙膏那樣的糊狀，或者有點像壓縮餅乾，從外形到口味都比較單調，不甚美味。食物3D列印技術誕生以後，這一現狀便有了改善的希望。

美國康奈爾大學的研究者目前就正在開發太空用食品3D印表機。他們將不少工夫花費在了口味多樣化的研發上。通過運用食用水膠體懸浮液以及調味劑，食物印表機能模仿製作一系列不同風味和質地的食物。食材的顏色也可以通過印表機來複制，從而讓複製出來的食物具備以假亂真的色香味。這可以讓宇航員在用餐時有新鮮感，不至於厭食。這樣一款機器就相當於一個濃縮的廚房，不僅節約了太空艙的有限的存儲空間，而且省去了處理食品包裝垃圾的麻煩，可謂一舉兩得。

3D列印助外星房屋就地取材，拔地而起

解決了吃飯穿衣的問題，3D列印還有望幫助人們把房子建到外星球上去。要想在月球、火星甚至更遙遠的星球上建立永久性住所，把大量建材從地球上運過去顯然是不現實的。科學家們之所以選中3D列印來承擔外星建房的重任，正是看中了它就地取材、快速成型的本領。

今年4月，美國西北大學研究人員開發了一種可用於太空探索的新型3D列印技術。他們使用模擬器生產出類似於在月球或火星表面上可以發現的粉末材料來合成一種3D列印專用油墨，並利用3D列印按需生產物體。這項技術可以為人類搭建外星住所提供幫助。

無獨有偶，5月初，歐洲航天局的科學家利用地球火山物質模擬出的月塵和太陽能熔爐制出原材料，再通過3D列印將其加工成了「月球磚」。接下來，研究人員將模擬月球環境進行實驗，觀察在真空、高溫環境下還能否3D列印出磚塊。該項目的最終目標是在月球上建造建築。

3D列印讓航天器製作更快捷，維修更方便

比起宇航衣、太空食品和外星建築，3D列印目前在航天器領域的應用更為廣泛，因為畢竟這是人類進入太空展開活動的基礎。3D列印對航天器的貢獻主要在於提高製作效率，使部件維修更為方便。

2015年，NASA成功對一台採用多個3D列印複雜部件的火箭發動機進行了測試，3D列印在這台機器的製作過程中扮演了重要角色。閥門等複雜零部件的製作周期通常需要一年以上，而採用了3D列印技術之後，則縮短到了幾個月的時間。

在軌航天器的維修和零部件替換及實現航天器自我複製是長期以來航空領域的一個難題。傳統的解決辦法往往是將新零件通過火箭發射到太空中再進行安裝，費時費力。而如今通過國際空間站等太空平台進行3D列印，可根據需要直接在太空中製造出需要替換的老化或損壞的航天器零部件，並有助於航天器的自我複製。

通過以上介紹可以看到，3D列印在太空生活中的應用這個大課題還處於初期探索階段，很多技術尚不完善，有待進一步深入探究，更加多樣化的應用方案尚待進一步研發。儘管如此，已經取得的這些成果無疑匯成了一個良好的開端，昭示著太空3D列印的光明未來。?

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