推动太空3D打印竞赛、美国宇航局向AM研究授予1500万美元

Axiom Space为返回月球表面的宇航员展示了下一代宇航服。图片由公理提供。

继续深呼吸，因为很难跟上有关太空3D打印的所有新闻。

三十年前，NASA开始使用增材制造（AM）进行快速原型制作。当时，这项新兴技术被用来探索塑料的可能性，然后再用金属制造昂贵的零件。快进到今天，3D打印在全球范围内越来越受欢迎，标志着在地球和太空中制造物体的新可能性。在航天机构、国家实验室和企业中，工程师和设计师正在尝试无数类型的3D打印机，这些打印机可以处理各种塑料和金属。

就在上个月，美国宇航局和国际空间站（ISS）宣布了使用3D打印的六项太空新进展。让我们来看看每一个。

Axiom降落了两项NASA任务
宇航员穿好衣服！Axiom Space刚刚公布了NASA阿尔忒弥斯III月球任务的宇航服。这个原型，Axiom舱外移动单元或AxEMU，将由月球表面的宇航员佩戴，以帮助他们在人类已知的最恶劣的环境中工作时保持安全和凉爽。这家总部位于休斯顿的航天公司依靠3D打印技术来制造宇航服部件，从而节省时间和金钱。在CBS Mornings对创建AxEMU的设施的演练中，观众可以看到Axiom团队使用来自Stratasys，Prusa和Formlabs等品牌的3D打印机，因为他们推进了该机构2025年任务发射目标所需的核心要素之一。

Axiom成立于2016年，旨在建造一个商业空间站，它有很大的计划成为国际空间站的继任者，甚至从生物打印开始，推动太空革命中的3D打印。但在这一切成为现实之前，美国宇航局再次选择 Axiom 作为不早于 2023 年 11 月发射的第三次私人宇航员站任务。这些任务的一个方面包括研究、测试和微重力新技术。作为协议的一部分，Axiom宇航员可以将科学样本送入轨道，完成科学研究或为该机构执行任务。像这样的任务有助于该机构的低地球轨道（LEO）商业化目标。

美国宇航局向AM研究授予1500万美元
两个新的空间技术研究所（STRIs）将利用由美国大学领导的团队，在关键的工程和气候研究领域创建多学科研究和技术开发项目。其中一个研究机构将致力于提高对使用先进制造技术制造的金属零件的理解并帮助实现快速认证。每个机构将在五年内获得高达1500万美元的资金。

卡内基梅隆大学将领导基于模型的增材制造资格和认证研究所（IMQCAM），旨在改进3D打印金属部件的计算机模型，并扩大其在航天应用中的实用性。该研究所由约翰霍普金斯大学共同领导，将开发由NASA和业界常用于3D打印的航天材料制成的3D打印部件的数字孪生，并评估和建模新材料。

Redwire升级的3D生物制造设施成功安装在国际空间站上。图片由美国宇航局提供。

太空巨头Redwire，太空3D打印的最爱
与Axiom一样，Redwire（纽约证券交易所代码：RDW）已经获得了许多NASA合同。最近，这家大型航空航天公司赢得了一项代理协议，以推进新的太空制造能力，用于月球、火星和更远的旅程。由于一份价值590万美元的合同，该公司将完成其名为FabLab的新太空制造系统的设计。预计它将在国际空间站上进行测试，并作为阿尔忒弥斯登月和火星任务的前身。

多材料3D打印机将使深空的NASA机组人员能够根据需要使用金属，塑料，陶瓷和电子产品等材料制造工具和组件，从而实现人类在轨道上的可持续存在。

此外，去年1月，NASA宇航员成功安装了Redwire升级的3D生物制造设施（BFF），该设施在使用对温度敏感的生物墨水进行打印时可以更好地控制温度，以及Redwire的高级空间实验处理器（ADSEP），与BFF结合使用。微重力生物打印机将用于通过BFF-Meniscus-2调查生产完全3D打印的人类膝盖半月板，该调查将探索太空生物打印如何帮助治疗影响美国军人的半月板损伤。在未来，BFF可以制造器官，有朝一日可能被用来帮助地球上的病人。

对空间的新把握
更多国际空间站国家实验室赞助的有效载荷在SpaceX的第27次合同商业补给服务任务（CRS-27）上发射，包括对心脏组织芯片，蛋白质晶体和具有成本效益的卫星材料的研究。

L3Harris（即将成为Aerojet Rocketdyne的母公司）的一项实验旨在研究3D打印卫星组件如何在恶劣的太空环境中保持。通过这个项目，L3Harris寻求测试3D打印射频（RF）电路，RF通信系统和其他材料，以开发更小，更具成本效益的卫星。

2023年3月14日抵达国际空间站的无人龙飞船也运送了3D心脏细胞和组织。这项实验更广为人知的名字是Cardinal Heart 2.0，它建立在之前在空间站上进行的一项调查的结果之上，该调查结果表明，四周的微重力暴露会导致心脏细胞功能和基因表达发生重大变化。

使用心脏类器官，由所有不同类型的细胞组成的3D结构将测试临床批准的药物是否减少微重力诱导的心脏细胞功能变化。研究结果可以支持开发有效的药物组合，以改善地球上宇航员和患者的健康。此外，工程心脏组织-2研究继续使用3D培养的心肌组织来评估微重力下的人类心脏功能。

由BioServe Space Technologies开发的BioCell的飞行前图像，其中包含162个跳动的心脏球体，作为Cardinal Heart 2.0调查的一部分，这些球体将被孵育并置于太空显微镜下。图片由Joseph Wu博士/Dilip Thomas/Xu Cao/斯坦福心血管研究所提供。

重新构想太空探索
在其他纯商业太空新闻中，以其3D打印RF（射频）天线和组件而闻名的Optisys刚刚宣布其产品到达月球轨道。这一里程碑的实现得益于Optisys独特的低SWaP（尺寸、重量和功耗）和高性能能力。

“我们是许多当前和即将到来的太空计划的一部分，我们的天线正在实现任务目标。我们的天线被部署在任何地方，从主要的地面系统和LEO星座到目的地远在月球以外的行星的地面资产，“Optisys在其LinkedIn网站上发布。

如果您想了解有关太空3D打印的更多信息，请查看3DPrint.com对Relativity Space于2023年3月22日发射的3D打印火箭的完整报道和编辑。