隨著國際空間站的增材制造計劃的全面展開，在空間中擁有3D打印機的概念整變得越來越熟悉。然而，盡管這一計劃取得了一定的進展，但仍需要解決很多的障礙和挑戰，以讓增材制造在宇宙中發揮全部的潛能。例如，金屬3D打印目前仍然是一個非常困難的任務，但其作用在空間中的作用非常明顯，其可以在空間中創建必要的設備維護的零件。

零重力金屬3D打印機

據了解，目前在空間前沿的金屬3D打印已經取得了一定的進展。英國伯明翰大學的英國科學家團隊開發了一種可以在零重力下工作的金屬3D打印機。這款金屬3D打印機最近在歐洲空間局(ESA)的“vomit comet”零重力模擬中進行了測試。

正如伯明翰大學的研究人員Luke Carter所說，金屬3D打印比塑料3D打印機更適合零重力環境。“這是個非常具有挑戰性的任務，金屬是一個不同的球類游戲，”他告訴泰晤士報。這些困難歸因于許多因素，包括限制功率要求(機器只能在1300w運行)，以及在飛行器周圍浮動有金屬粉末或者熔融金屬滴等問題。

為了克服失重問題，科學家們設計了一種3D打印機，它使用鋁絲代替粉末，將其送入機器，加熱至剛剛高于其熔點，并擠壓成指定形狀，類似于塑料絲擠出一樣。隨著印刷鋁冷卻，通過表面張力將層熔合在一起。

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最近的一次測試是將3D打印機放在ESA“嘔吐彗星”飛機上，實驗證明3D打印機確實可以在零重力環境中工作。然而，根據研究人員的說法，這只是其過程中的一個步驟，因為這可以讓打印機在深空執行任務，比如在火星上。

“開始聽起來似乎有點科學，”Carter解釋說。“我們將目標瞄準長期太空任務，如在火星、月亮基地上。當我們在60年代和70年代去月球，我們可以把我們需要的一切全部帶上去。如果你要去火星，那是一個18個月的旅程。”換句話說，金屬3D打印機可能是保持航天器充分供應長途飛行的必要，因為其可以在現場創建定制的零部件，防止意外的問題發生，以保證宇航員在空間中的正常的生活。

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據科學家稱，他們的項目的下一步計劃是將向ISS提供示范3D打印機。他們將打印機置于零重力環境下以進一步測試其設備，并繼續提高其能力。