事件概述 - 中科宇航力鸿一号遥一飞行器搭载的微重力金属增材制造科学实验载荷，已交付中国科学院力学研究所，该载荷于1月12日在太空完成金属增材制造实验 [2] - 此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，标志着我国成功在太空微重力环境下利用3D打印技术制备出金属零部件 [2] 技术意义与前景 - 掌握太空金属3D打印技术能显著提升航天器在轨维护与扩展的自主性，降低对地面补给的依赖，并可突破传统火箭发射的尺寸与产能限制 [2] - 该技术推动航天器从“地造天用”向“天造天用”乃至“天造地用”转变，助力太空任务实现从“依赖地球”到“地外自持” [2] 3D打印技术简介与优势 - 3D打印又称增材制造，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印构造物体 [3] - 相比传统加工方式，其通过省去模具或工装需求可大幅降低初始成本 [3] - 技术路线包含粉末床熔融、定向能量沉积、材料挤出成形等，加工材料覆盖面从高分子到金属持续加大 [3] - 3D打印将产品理念转变为“设计引导制造”，可实现功能集成、零部件数量大幅下降、结构优化，带来轻量化等传统工艺不可比拟的优势 [4] 商业航天领域的应用现状 - SpaceX宣称掌握了全球最先进的金属3D打印技术，使其猛禽3发动机推力达到280吨、比冲350秒，自重仅为1525千克 [3] - 蓝箭航天的“天鹊”系列火箭发动机使用3D打印技术，实现了40%至110%的调节推力范围 [4] - 深蓝航天的“星云一号”、天兵科技的“天龙二号”、星河动力的“智神星二号”发动机制造均已应用3D打印技术 [4] - 深蓝航天披露，其发动机推力室85%以上零部件采用3D打印技术 [4] 行业影响与经济效益 - 使用3D打印后，火箭发动机等复杂部件的成本可以降低1/5-1/3，这得益于材料利用率提升、设计优化、流程缩短、零部件集成等因素 [4] - 机构大多看好3D打印成为商业航天最终加工解决方案，尤其是在对尺寸、重量非常敏感的航天领域优势更加突出 [4] - 预测全球3D打印火箭市场到2032年收入将达到约29亿美元 [5] 细分市场机会与挑战 - 推力室是火箭发动机中最复杂、制造难度最大、制造周期最长的部件，国内相比NASA已形成的标准化体系尚显不足，后续渗透率有较大提升空间 [5] - 在小卫星领域，3D打印通过拓扑结构优化、功能优先设计完美适配卫星减重和功能集成需求 [5] - 在卫星主结构设计优化、支撑散热功能集成、支架减重、连接点轻量化、推力器减重、天线减重等领域均有较大应用空间 [5] - 3D打印技术仍需在各向异性、材料、生产效率等方面进行技术攻关 [4]