NASA 研發新型 3D 列印材料，可任意摺疊的「金屬太空織物」

近年來，美國宇航局（NASA）在 3D 列印技術方面進行了大量的研究工作，開發了多個實驗項目，例如列印複雜的火箭發動機以及仿生太空服，以及一種實時現場檢驗列印產品的方法。而最近他們又利用該技術研發出了一種新型金屬太空織物。

這種金屬織物將大量的方形金屬小片以類似傳統「鎖子甲」的方式連接在一起，發明者 NASA 噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）的系統工程師 Polit Casillas 透露，這一靈感主要來自於傳統的紡織品，Casillas 作為一名西班牙服裝設計師的兒子，從小就在各種紡織物中長大，他希望創造出一種可以快速摺疊變換形狀的金屬材料，實現更多場景的應用。

據了解，該材料主要擁有 4 個特徵：可反射、被動熱管理、可摺疊以及高拉伸強度。該產品的內外兩層表面採用不同的結構，兼顧兩面性，其中一面可以反射光和熱，另一面則能夠吸收它們，以此作為熱量控制的手段。此外，該材料還可以以多種不同的方式進行摺疊並適應各種形狀，同時保持足夠的拉伸強度，以確保能承受基本的牽引力。

Casillas 表示，事實上這算是一種新型 3D 列印技術，他們將其稱之為「4D 列印」，因為他們在列印立體結構的同時還能夠列印出材料的功能屬性。憑藉上述 4 種特徵，NASA 預計這種材料能夠在廣泛的領域中得到應用，例如用來保護宇航員、航天器以及相關設備的安全，防止受到隕石的撞擊，訪問木星、火星等各種極端環境等等。據悉，NASA 計劃在未來 10 年內使用著陸器對木星的月亮「歐羅巴」，而基於該材料的可摺疊屬性，未來的航天器就能夠根據不同的環境、地形狀況而改變形態提高探索效率。

除去多元化的應用模式，這種材料還具備另一個優勢，那就是相比傳統的製造材料它的生產成本相當便宜。通常情況下，航天器及相關設備的生產製造成本高昂，但是利用這一新型材料以及「4D 列印技術」，企業能夠打破傳統的設計方式，擺脫了大量零部件的研磨和組裝流程，在激光和電子束的精確控制下，通過熔融聚合物或燒結金屬粉末逐層疊加，最終成品只需由少量部件組成。而在生產過程中，企業還能在不同的開發階段向產品添加多個功能屬性，進一步加速了原型的開發，降低了製造時間與成本。

JPL 空間技術辦公室經理 Andrew Shapiro-Scharlotta 認為，這樣的生產過程未來可能會改變航天器以及空間系統的製作方式。同時 JPL 團隊還希望在太空中製造這種新型太空織物，宇航員可以在太空中直接回收材料，並將其用於金屬織物的製作，這不僅能更大程度地節約成本，對於資源本就相對匱乏的太空而言也是一個明顯的優勢。

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