3D打印技術參考注意到，3D Systems正與賓夕法尼亞州立大學和亞利桑那州立大學的研究人員合作，開展由美國國家航空航天局（NASA）贊助的兩個項目，希望為當前的熱管理解決方案提供突破性的替代方案，來滿足下一代衛星和太空探索的需求。

這些研究團隊使用3D Systems的金屬打印技術和定制材料，并與3DXpert軟件相結合，設計了復雜的熱管理解決方案，可以幫助衛星和航天器設計下一代熱處理系統。

第一項項目由賓夕法尼亞州立大學、亞利桑那州立大學和NASA格倫研究中心牽頭，并與3D Systems的應用創新小組（AIG）合作，他們在鈦合金3D打印的散熱器中構建了嵌入式高溫被動熱管。

熱管在傳統上通過復雜的工藝制造形成多孔內部芯結構，這些結構依靠被動循環流體實現高效熱傳遞。研究人員使用3DXpert軟件在熱管壁內嵌入了一個完整的多孔網絡，避免了后續的制造步驟和由此產生的可變性。鈦水熱管散熱器在230°C的溫度下可以成功運行，同時重量減輕了50%，能夠更有效地為高功率系統散熱，滿足了NASA的傳熱效率和降低太空應用發射成本的目標。

（a）增材制造的高溫鈦散熱器原型，帶有嵌入式分支熱管網絡（75×125 和 200×260 毫米面板）；（b）散熱器的 X 射線 CT 掃描，顯示內部多孔芯吸層，用于被動液體循環；（c）賓夕法尼亞州立大學博士生 Tatiana El Dannaoui，在熱真空測試設施中安裝散熱器原型，以模擬空間環境運行；（d）在真空室中運行的熱管散熱器的熱圖像

第二項項目由賓夕法尼亞州立大學和NASA格倫研究中心的研究人員牽頭，通過3D打印技術生產了鎳鈦形狀記憶合金（SMA），該合金在加熱時可以被驅動和展開，可以用來替代太空中使用的電機或執行器。散熱器的部署與存放面積之比預計將比目前可用的解決方案大6倍，從而能夠在有限體積的立方體衛星中實現未來的高功率通信任務。當SMA部署在衛星等航天器上時，這些散熱器可以提高運行功率水平并減少敏感部件的熱應力，從而防止故障并延長衛星壽命。

SMA散熱器提供同樣變革性的效益：重量減輕 70%，部署與存放面積之比為12×。它們的形狀記憶行為使它們能夠利用內部流體熱量激活，從而實現無驅動部署。

另外，SMA散熱器也提供了變革性的進步，突破了金屬3D打印的界限。SMA可以承受反復的變形循環而不會疲勞，并表現出出色的應力恢復能力。該團隊使用3DXpert設計了散熱器的可展開輻條結構，然后使用3D Systems的DMP技術用鎳鈦形狀記憶合金鎳鈦（NiTi）進行3D打印。當安裝在衛星等航天器上時，該裝置可以在被內部液體加熱時被動驅動和展開，從而消除了對太空中電機或其他常規驅動的需求。

（a）增材制造的形狀記憶合金 （SMA） 散熱器的概念，其徑向熱管分支從緊湊的收起形式展開；（b）原型 SMA 演示器，帶有高度柔順的波紋管熱管臂；（c） SMA 分支波紋管熱管的熱圖像，顯示幾乎等溫運行

增材制造通過生產重量更輕、性能更高的適航部件正在產生重大影響。在過去十年中，3D Systems與航空航天行業領導者合作，生產了2000多種用于太空飛行的鈦合金和鋁合金部件，以及200多種關鍵的無源射頻飛行部件。目前有超過15顆衛星在軌，搭載了3D Systems生產的零部件。

衛星生產中的金屬3D打印量將增長四倍

3D打印技術參考注意到，增材制造研究公司 (AM Research)于上月發布了，題為《衛星增材制造：3D打印市場機遇》的報告。該報告分析了衛星發射的快速擴張以及增材制造行業滲透該市場的潛力。

過去十年，衛星行業取得了顯著增長，未來十年甚至有望實現更顯著的增長。世界工業化程度最高的幾個國家之間的戰略競爭——“新太空競賽”——已導致衛星制造方式發生劇烈變化，而增材制造行業在其中發揮了不小的推動作用。然而，衛星行業要想實現產量目標，就必須展現出與其相匹配甚至超越其持續創新的意愿。

該報告預測，到2033年，已發射衛星上至少一半的部件將采用增材制造技術生產。與此同時，AM Research預測，衛星行業專用金屬增材制造硬件市場同期將增長四倍以上。

該報告提及或介紹的公司和組織包括SpaceX、SWISSto12、NASA、美國國防部、Sidus Space、Markforged（Nano Dimension）、Thales Alenia Space、Velo3D 和 Maxar Technologies等。

“三體計算星座”技術創新

全金屬3D打印衛星主體結構

國內也已經開展金屬3D打印技術在衛星結構制造中的研究。由浙大城市學院與之江實驗室推出的3D打印輕量化衛星結構項目備受關注。該項目于2025年獲杭州市西湖區2025年一季度重大項目集中推進暨重點招商項目集中簽約，將研發全金屬3D打印主體結構的衛星，搶占航天科技高地。

在技術原理與創新方面，項目依托輕質高強多孔金屬材料，并結合人工智能設計優化結構。傳統衛星零件需要通過車銑刨磨等復雜加工工藝，而3D打印技術則通過逐點逐線逐層“生長”的方式，實現復雜結構的一體化成型，顯著降低了制造成本、縮短了生產周期，并能夠滿足個性化生產需求。

3D打印技術在衛星制造中的應用優勢顯著，不僅能夠實現衛星結構的輕量化，提升航天器性能，還能解決傳統制造工藝在復雜結構加工中的局限性，同時推動“設計-制造-服務”全鏈條技術創新。

據悉，“三體計算星座”是之江實驗室協同全球合作伙伴共同打造的天基智能計算基礎設施，3D打印實驗衛星是“三體計算星座”首發星座的一項技術創新，將在我國開創衛星研發和制造先河。

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