日报标题：才不是拿来做塑料玩具，3D 打印的野心是探索太空
王明，焊接技工
3D 打印（增材制造）在太空应用确实有很多优势，有很大的吸引力，如果技术成熟并在太空直接应用，则可以实现就地取材，或将一些垃圾作为原材料，实现循环利用，外太空基地指日可待，太空工业也必将反哺地球，生产出人类在地球生活所需物品，提高人类生活质量。同时可以降低空间探索对地面发射能力的依赖。
想利用 3D 打印实现空间大规模应用，必须实现金属材料的 3D 打印，太空开展金属增材制造能极大的拓宽人类探索宇宙的范围。下面回答一下太空金属 3D 打印的优势及问题。
太空开展金属 3D 打印必须与地面相比其优势在于：
1、空间站低轨轨道及月球表面真空环境能避免氧化，无需抽真空或采用保护气体；
2、空间站微重力环境只需要很小的工作台就可以制造很大尺寸的构件；
3、低温环境有助于细化晶粒(可能带来其他问题)，提升性能。
太空开展金属 3D 打印可能存在的问题如下：
1、技术成熟度问题，当前地面上尚存在大量问题，比如尺寸精度、表面粗糙度与内部缺陷等等；
2、空间环境适应性问题。比如微重力环境，选取烧结方法需要铺粉，粉末在微重力环境中使用可能会存在危险，而熔丝方法的熔滴过渡也存在困难，真空环境则决定了地面一些方法难以实施；
3、物资和能量供应问题，能量依靠空间太阳能电站的发展有望解决，但如果是在空间站开展试验还是需要地面供应原材料，而外太空基地建设可能没有直接可用的原材料。
上面讲的只是金属 3D 打印自身的问题，但 3D 打印出来的零件要想在太空直接应用，其难度远远超过 3D 打印技术攻关，原因分析如下：
1、当前看金属增材制造获得的零件尚需预留一定的余量，需要加工，相应需要加工设备；
2、金属增材制造零件的质量评价与检验问题。金属增材制造可以说是焊接技术的延伸，在地面焊接的零件要想在太空应用，需要对焊接试样开展大量的测试，比如纤维组织观察、力学性能测试、密封性检验等等，大量的焊接工艺试验、试样加工设备及测试设备，同时对最终上天的试件需要开展无损检测，如Ｘ射线探伤、超声检验等等，同时需要评估空间环境下的性能及服役行为，在此基础上建立了评价标准，即地面质量达到什么水平才能保证空间服役的寿命及可靠性。而空间加工的零件如果在空间服役，同样需要这么一套体系。举个例子，前苏联礼炮空间站加工的 KRT 半导体材料是返回地球经加工成零件并检验后又送空间站安装到熔炼炉的红外观测仪上使用的，而不是在空间获得材料后直接使用的。
因此 3D 打印的空间应用不是简单的 3D 打印自身，而是需要把地面整套相关的工业体系搬到天上去，建立空间环境下生产零件的测试和服役标准。但这不是说我们当前不去开展空间 3D 打印的研究，正因为有前景有价值又有问题，因此需要努力探索。