5月5日我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭成功将搭载的新一代载人飞船试验船送入预定轨道，首飞任务取得圆满成功，实现空间站阶段飞行任务首战告捷。此次新一代载人飞船上还搭载了一件完全由我国科研团队自主研发的新型装备——“连续纤维增强复合材料太空3D打印装备”，这将是我国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维复合材料的3D打印实验。

为什么要开发太空3D打印技术？

在人类探索太空过程中，设备和材料的“补给线问题”，一直阻碍着人们飞向更远空间。随着太空3D打印技术快速发展，实现航天器零部件的“自给自足”正在成为可能。

这台我国自主研制的“复合材料空间3D打印系统”安装在试验船返回舱中。飞行期间，该系统自主完成了连续纤维增强复合材料的样件打印，并验证了微重力环境下复合材料3D打印的科学实验目标。 

航天科技集团五院529厂复合材料空间3D打印系统负责人 祁俊峰：

第一个目标是支持空间站的在轨长期有人照料的运行和维护。如果我们具备了在空间站里造东西的能力，就可以实现按需制造；第二个目标是支持我们空间站在轨扩建。

据了解，连续纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料，密度低、强度高，开展复合材料空间3D打印技术研究，对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造，具有重要意义。

连续纤维增强复合材料3D打印技术采用连续干纤维束与热塑性聚合物为原材料，采用自主研发的打印头实现二者的复合浸渍与熔融沉积，实现了复合材料一体化制备与成形，开展了复合材料回收再打印技术和极端环境3D打印工艺研究，研究工作为太空3D打印走向工程化提供了原创技术。相关研究对于开发我国太空制造能力，实现空间站在轨制造、进一步开展深空探索都具有重大战略意义。

太空3D打印很难，难在哪？

为了完成“全球首次”在微重力环境下进行的连续纤维复合材料3D打印，需要三个独家绝学。

绝学一：克服失重环境，不能“飘”

因为太空是失重的环境，宇航员会在舱内“漂浮”，3D打印机就绝对不能这样。而且在失重环境下，材料的成形和打印的精度控制起来都比地面要大。

绝学二：打印的原材料很特殊

碳纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料，重量轻，强度好，同时耐空间高低温环境能力强，而且它的空间打印过程更安全，需要的空间更小，是未来空间3D打印最有前景的材料之一。

如果能在太空打印出符合要求的碳纤维增强复合材料，那么以后在太空需要什么东西，就能立即打印出了，是不是很便捷？

绝学三：自主控制，智能节能

在这次任务中，3D打印机是完全自主控制的，在解锁、打印、录像、跳转、锁定等整个过程中各项操作都是程序控制，无人干预，而且根据不同的突发情况还设定了不同的应急措施和备用路径。

干活时的能耗只相当于一只普通的白炽灯。

未来随着我国航天技术的不断发展，还会有更大更先进的太空3D打印馆诞生，可以在太空里制造组装上百米级的大型产品，为空间站长期运营、载人登月、火星探测、小行星探测、深空航行等长期在轨任务提供持续的物资补充。