增材制造，俗稱3D打印，是一種通過(guò)逐層堆積材料來(lái)制造三維物體的數(shù)字化制造技術(shù)。近年來(lái)隨著技術(shù)的不斷完善，3D打印設(shè)備的精度提升同時(shí)，設(shè)備的售價(jià)以及原材料的成本具有不同程度的下降，因此除了高端領(lǐng)域在發(fā)展尖端3D打印技術(shù)外，消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)也進(jìn)入大眾生活，并逐漸形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
 

　　而在3D打印這個(gè)大體系中，金屬3D打印又十分特殊。這是一種基于三維CAD數(shù)據(jù)，通過(guò)激光、電子束或電弧等熱源將金屬粉末或絲材逐層熔融、堆積以制造實(shí)體零件的數(shù)字化制造技術(shù)。也正因如此，與傳統(tǒng)“車、銑、磨、焊”的金屬加工邏輯不同，這種方式能夠更簡(jiǎn)單的生產(chǎn)復(fù)雜設(shè)計(jì)的金屬零件。但相對(duì)的，原材料成本更高，且生產(chǎn)速度并不理想，無(wú)法大規(guī)模量產(chǎn)。不僅如此，受限于技術(shù)原理與限制，金屬3D打印往往伴隨著比較明顯的內(nèi)部缺陷，以及熱應(yīng)力導(dǎo)致的復(fù)雜變形和殘余應(yīng)力，通常需要大量的后續(xù)處理。
 

　　這一問(wèn)題也限制了目前金屬3D打印的應(yīng)用前景，但與此同時(shí)，在另一個(gè)地方，金屬3D打印卻展現(xiàn)出了可觀的應(yīng)用潛力——航天事業(yè)。
 

　　過(guò)去，想要在太空中使用金屬材料對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或者改造探測(cè)器，需要在地面加工，之后通過(guò)地空運(yùn)輸來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果可以借助3D打印，那只需要提前準(zhǔn)備好耗材和相關(guān)載荷，就可以根據(jù)需要再太空中現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)零件，從而避免高昂的地空運(yùn)輸成本。也正因如此，微重力金屬增材制造一直是一個(gè)受到高度關(guān)注的課題。
 

　　而就在近日，我國(guó)在該領(lǐng)域收獲了重要突破——中科宇航將微重力金屬增材制造返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷交付于中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所。
 

　　據(jù)悉，該載荷搭載于中科宇航力鴻一號(hào)遙一飛行器，于1月12日成功開(kāi)展我國(guó)首次太空金屬增材制造實(shí)驗(yàn)，成功在微重力環(huán)境下利用3D打印技術(shù)制備出金屬零部件。期間科研人員突破了微重力條件下金屬增材制造的物料穩(wěn)定輸運(yùn)與成形、全流程閉環(huán)調(diào)控、載荷—火箭高可靠協(xié)同等一系列關(guān)鍵技術(shù)。標(biāo)志著我國(guó)具備了在太空微重力環(huán)境下進(jìn)行金屬3D打印的實(shí)力。
 

　　不僅如此，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中收集到的過(guò)程數(shù)據(jù)還能為我國(guó)太空金屬增材制造技術(shù)的快速迭代積累寶貴實(shí)驗(yàn)資料，為未來(lái)太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供重要支持。相信在此基礎(chǔ)上，未來(lái)我國(guó)太空制造技術(shù)發(fā)展將會(huì)邁向新的高峰。