本報訊（記者楊悅）9月20日，世界鋼協(xié)官方發(fā)布的《3D金屬打印技術應用到國際空間站》文章指出，近期歐洲航天局哥倫布實驗艙的一臺3D金屬打印機在國際空間站打印出首個鋼鐵組件，推動鋼鐵材料進入“太空時代”。作為世界首創(chuàng)，這臺打印機使用液態(tài)不銹鋼打印出一小條S形曲線，證明了3D鋼鐵增材制造（一種每次建造一層物體的工藝）可以在太空中實現(xiàn)。
“這條S形曲線是‘測試線條’，標志著3D金屬打印機調(diào)試成功。不久后，我們將嘗試打印出完整的鋼鐵零件。”歐洲航天局技術官羅布·波斯特馬（Rob Postema）介紹，這臺3D金屬打印機只有一臺常規(guī)微波爐的大小，由空客國防航天公司、AddUp公司（法國工業(yè)增材制造商）、克蘭菲爾德大學等共同開發(fā)，歐洲航天局提供項目資助，在今年1月份剛剛運抵國際空間站。
文章介紹，打印機到達國際空間站后，安裝是一個關鍵環(huán)節(jié)。歐洲航天局丹麥籍宇航員安德烈亞斯·莫根森（Andreas Mogensen）負責將打印機固定在哥倫布艙，并確保密封，以保障航天設備和宇航員的安全。考慮到高功率激光器的安全性，航天員必須嚴格控制打印機內(nèi)部環(huán)境，以防有害氣體或顆粒泄漏到國際空間站。其還需要降低內(nèi)部空氣中的氧氣含量，以減小金屬打印過程中高溫引發(fā)的燃燒風險。3D打印過程從不銹鋼絲的沉積開始，與傳統(tǒng)的塑料絲打印不同，這些不銹鋼絲通過高功率激光熔化，激光溫度高達1200攝氏度，激光將金屬絲熔化后逐層沉積到移動板上，逐步構(gòu)建出零件。值得注意的是，打印機的實際操作員位于法國的CADMOS用戶支持中心，位于國際空間站的航天員只需要操作排氣閥等，便可以開始打印。
羅布·波斯特馬介紹，雖然基于聚合物的3D金屬打印機在國際空間站打印其他物體已經(jīng)有一段時間了，航天人員積累了一定的經(jīng)驗，但是金屬制品打印難度更大一些。為測試打印機在太空工作中的各種可能性，航天員先要打印一些預定形狀的金屬，然后再將這些金屬送回地球，以便科學家比較其與在正常重力條件下在地球上打印的相同形狀金屬的質(zhì)量和性能。科學家們將通過對比相關數(shù)據(jù)，了解微重力對打印過程和金屬的影響。這將幫助改進未來的3D打印技術，提高“太空制造”的可靠性。
相關學者表示，傳統(tǒng)的太空探索部件生產(chǎn)依賴于地球上的制造和運輸，成本高昂且運輸復雜。通過在國際空間站進行3D金屬打印，宇航員能夠在軌道上直接制造工具和部件，縮短了運輸時間、降低了運輸成本，對于執(zhí)行長期任務具有重要意義。截至7月中旬，位于國際空間站的這一團隊已經(jīng)成功打印了55層結(jié)構(gòu)，完成了第一個完整樣品的一半。通過優(yōu)化打印過程，其計劃將打印時間從每天3.5小時延長至每天4.5小時，進一步提高效率。
