格拉斯哥大學研發微重力3D打印系統
2025年1月，University of Glasgow（格拉斯哥大學）的研究團隊開發出了一種專門為微重力環境設計的3D打印系統，這項新技術有望改變人類對太空制造的理解和實踐方式。
△一名研究人員在拋物線飛行中的微重力模擬中評估 3D 打印系統
項目負責人Dr. Gilles Bailet已經申請了專利，有望解決在太空中使用增材制造時遇到的各種難題。例如，在地球上使用的傳統3D打印機依賴于重力來穩定材料流動，但在微重力環境下，這種穩定性會喪失，導致打印失敗。而新系統則使用顆粒狀材料代替傳統的線材，確保即使在失重狀態下也能流暢工作，不僅提高了打印的一致性，還加快了打印速度。
合作與支持：多方力量助力科技革新
項目獲得了來自多個渠道的支持，包括Glasgow Knowledge Exchange Fund、EPSRC Impact Acceleration Account, 以及 RAEng Chair in Emerging Technologies，這些資助對于推動研究進展起到了關鍵作用。此外，英國航天局也加入了合作，幫助研究團隊應對太空垃圾問題，確保未來的太空探索不會增加軌道污染。
在軌演示：邁向實際應用的重要一步
為了證明該技術的有效性，研究團隊計劃進行首次在軌演示，這次測試將展示新型3D打印機是否能夠在真實的太空環境中正常運作。如果成功，這將是向實用化邁進的重要一步。同時，團隊也在積極尋求額外的資金支持，以進一步完善技術和擴大其應用范圍。
解決現有局限：克服地球3D打印系統的障礙
Bailet博士指出，當前所有進入地球軌道的設備都是先在地面上建造好再通過火箭發射升空，所有的部件都必須符合嚴格的重量和體積限制，在發射過程中由于機械應力過大，可能會損壞昂貴的貨物。
相比之下，如果可以在太空中直接打印所需的結構或零件，就能擺脫這些限制。人們可以建造更大、更復雜的東西，并且可以根據任務需求優化設計，而不是被火箭發射條件所束縛。
微重力試驗：從理論到實踐的關鍵轉換
為了驗證新系統的可行性，研究團隊參加了歐洲航天局組織的“拋物線飛行”活動。這類飛行通過快速上升和下降模擬出短暫的失重狀態，非常適合用來測試太空技術。在整個飛行過程中，研究人員利用超過90次這樣的失重瞬間對3D打印系統進行了全面評估。結果顯示，新的3D打印技術表現優異，能夠可靠地完成打印任務。更重要的是，它解決了傳統絲材打印機在真空條件下容易堵塞的問題，為未來長期的太空任務提供了堅實的技術基礎。
無限潛力：從能源收集到醫療革命
Bailet博士強調了這項技術的應用場景。比如，可以用它來制造空間太陽能反射器，這些反射器可以全天候收集太陽能，從而提供持續穩定的低碳電力供應；還可以構建高性能通信天線，改善地面與衛星之間的通訊質量；甚至有可能革新制藥行業，在微重力環境下生產的藥物可能會更加有效。研究表明，在微重力中制造的胰島素效力可能是地球上的九倍。這意味著，一旦這項技術成熟并應用于實際生產，將大大提升藥物的效果，給患者帶來福音。
展望未來：太空成為下一個制造業中心
隨著這項技術的發展，人們開始設想一個全新的未來：太空不再僅僅是探索的目的地，而是變成了一個活躍的制造業樞紐。2016年，NASA承包商Techshot就曾與nScrypt及Bioficial Organs合作，在零重力公司運營的飛機上成功測試了一款生物3D打印機，證明了在微重力環境下可以精確打印心臟和血管結構，無需像地球上那樣需要額外支撐材料。這表明，微重力環境或許能提高生物打印的精度，為復雜的組織工程開辟新的可能性。
2024年，AddUp公司與空中客車防務及空間部門攜手，在ESA的“Metal3D”項目下開發了一款金屬3D打印機，并將其送上了國際空間站。這款打印機采用了基于金屬絲的3D打印技術，適用于處理微重力和極端溫度條件，標志著太空制造技術又向前邁進了一步。
總之，格拉斯哥大學的研究成果不僅僅是技術上的進步，更是對未來太空探索和人類生活質量提升的美好愿景。隨著更多類似技術的出現和發展，我們可以期待看到更多激動人心的變化發生在不遠的將來。
(責任編輯：admin)
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