我国首次太空金属 3D 打印实验成功 微重力制造迈入工程验证阶段

随着人类航天活动的不断深入，太空制造能力已成为衡量一个国家航天技术水平的重要标志。在太空环境中直接制造零部件，不仅可以大幅降低从地球运输物资的成本，还能为空间站的在轨维修、深空探测任务的装备保障提供关键支撑。然而太空微重力环境给金属增材制造带来了前所未有的技术挑战 —— 失重状态下液态金属不受重力与浮力影响，完全由表面张力、毛细力等控制，极易出现熔滴球化、断丝、气泡滞留等问题。

由中国科学院力学研究所自主研制的微重力金属增材制造返回式科学实验载荷，搭载于中科宇航力鸿一号遥一飞行器，成功在太空中完成了金属增材制造实验。实验结束后，载荷舱通过伞降系统平稳着陆并成功回收，科研人员获取了太空微重力环境中金属增材制造的完整构件、全部实验数据和成形件性能参数。

本次实验采用激光熔丝增材制造技术路线，通过创新设计的送料系统结合实时闭环反馈调控技术，实现了金属丝材在微重力环境下的稳定输运与精准熔融。团队开发的智能监测系统能够动态捕捉熔池形态变化，同步调整激光功率与扫描路径，确保成形过程的稳定性。载荷总设计师姜恒介绍，太空金属 3D 打印的关键技术难点在于微重力环境下的金属熔凝过程控制 ——"金属丝一熔化，它不是往下流，而是熔成一个小球，稍微控制不好就会飘走"，而本次实验通过高精度自适应闭环控制系统，成功实现了对熔融金属沉积与凝固过程的稳定控制。

除了核心的成形技术外，本次任务还突破了载荷 - 火箭高可靠协同等一系列工程化技术，实验装置经受住了火箭发射阶段的剧烈振动与冲击，以及太空极端温度变化的考验，在轨期间全流程自动化运行无需人工干预。本次任务是我国首次基于火箭平台实施的太空金属增材制造返回式科学实验，标志着我国太空金属制造技术正式从 "地面验证" 阶段迈入 "太空工程验证" 新阶段，为后续货运飞船常态化搭载验证奠定了技术基础。