深度解读：微重力金属3D打印

微重力的金属3D打印正在引起科学家和航空航天工程师日益增长的兴趣，尤其是在国际空间站的这种活动中。德国和法国的研究人员在最近发表的“以μ-重力实现金属部件的3D打印”中探讨了微重力印刷的主题。研究团队关注制定太空工作和生活的策略，深入研究可能面临的挑战。金属添加剂制造 ，重力很小。

LBM技术目前正在许多不同的应用中使用，包括：

汽车

航天

工具制造

医辽

“选择LBM作为制造航空航天部件的工艺主要是基于加工部件所需的原材料与部件本身重量之间的重量比。对于传统制造技术而言，飞行部件的“购买-飞行”比率可能高达15-20，为材料和加工部件增加了大量成本。“研究人员表示。

3D打印是合理的选择，因为可以通过电子邮件发送3D文件，以便按需和现场创建零件。通过“虚拟工具箱”工作，以及依靠从地球发送的文件，宇航员可以看到他们的工作在未来更加精简。特别是如果他们生活在远离火星的地方，那里的再补给任务很少或者不可能。其中很大程度上取决于微重力制造的成功以否，以及3D打印机和材料与工作人员一起发送的要求。

到达国际空间站，月球和火星所需的时间与它们到地球的距离有关。到达相应物体所需行程时间的值基于不同飞行轨迹和机动的文献值。考虑的地月距离是近地点;对于地球-火星距离，填充符号表示平均最小距离，每个≈26个月达到。开放符号表示地球-火星和假设飞行时间的最大距离，尽管可以预期只有当火星接近其最小距离时，飞行任务才是可行的。

粉末沉积单元的示意图。用于粉末沉积的多孔建筑平台的面积为106.5×85.5mm 2。

“基于激光的AM特别能够在太空中制造高性能金属和热塑性聚合物，”研究人员表示。虽然以前一直认为粉末太难以在太空生产，但研究小组解释说，新的进展可以使LBM工艺适用于μ-g环境，使用一种技术可以通过产生气流来稳定太空中的粉末整个粉末床。多孔建筑平台用作过滤器，用于“固定气流中的金属颗粒”。

a）沉积室的顶视图，显示激光扫描仪和光学系统，两个氧气传感器，两个压力表和两个超压安全阀

b）在抛物线飞行后清洁过程中沉积单元的视图，显示LBM产生的扳手仍然部分地嵌入粉末床中

c）在从基板分离后，在μ重力下制造的μ重力d）12mm扳手中制造的多孔金属基板和扳手的俯视图。底板的尺寸为106.5×85.5 mm2。

金属3D打印除了空间之外还包含许多不同的技术，并且用于各种不同的工业目的-以及许多不同类型的粉末和材料，这些粉末和材料在地球上一直在不断地进行实验，从陶瓷到纳米复合材料到铜。

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