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南极熊导读：随着增材制造技术的进步，卫星上的3D打印部件的数量正在增加。卫星工厂正在接受这项技术，以减少相关成本，加快生产功能越来越强大的航天器。这些进展正在为卫星能够在轨道上打印零件的未来铺平道路，但离3D打印整个卫星还有多远呢？
这是一个棘手的问题，尤其是因为卫星上的零件数量因大小和复杂性而有很大不同，从简单的基础结构到复杂的。
△3D打印使多个波导合并成一个单元，便于系统集成并优化了重量。资料来源：Swissto12
增材制造专家Swissto12公司的首席执行官Emile de Rijk说：＂立方体卫星的部件数量可能是几百个，而大型卫星的部件数量可能是几万个到几十万个，如刚刚发射的价值100亿美元的詹姆斯－韦伯太空望远镜。但就在五年前，3D打印结构的使用在很大程度上是实验性的，只有极少数的部件在特殊飞行测试任务中才会应用。＂
但是现在，几乎所有建造的卫星都多多少少会有一些3D打印部件，尽管大多数仍然是相对简单的机械支架系统，用于保持航天器的结构。
对于Maxar Technologies来说，增材制造部件慢慢的变成了建造的所有卫星的标准，在2020年约占典型航天器中部件的三分之一。
Maxar在卫星上使用的第一个3D打印金属部件是由钛合金制成的，于2016年在JCSAT－15上发射，这是一颗为日本Sky Perfect JSAT建造的通信卫星。从那时起，Maxar已经在发射的20多颗卫星上使用了用铝、钛和塑料制成的增材制造的部件。据估计，该公司目前总共有5800个在轨部件。
Maxar公司负责太空的高级副总裁Chris Johnson说：＂Maxar公司使用3D打印技术进行太空制造，因为它能提高进度的灵活性，减少相关成本并提高性能。制造3D打印的部件需要更少的人和更便宜的材料，这些部件通常有多种用途，减少了质量、硬件数量和整体部件的复杂性。＂
波音防务、空间与安全公司负责增材制造的首席工程师Rich Aston说，他的公司已将增材制造技术应用于航天器和运载火箭领域，包括高性能热交换器、机制、结构和无源微波装置。
Aston说：“3D打印正在帮助波音公司从技术角度突破可能的界限，创造新的设计，快速制作原型，来测试，并在有意义的地方部署新技术。＂
波音公司正在寻求发展这种新型制造能力，特别是为专注于小型卫星市场的MillenniumSpace Systems子公司，事实上3D打印特别适合于比以往更快地在轨道上部署系统。
对于小型卫星，阿斯顿说，已经 ＂证明3D打印的总线提供了更快的生产周期，并且比传统总线D打印卫星的新阶段
De Rijk说，从制造机械支架等简单结构到3D打印热管理、射频（RF）和卫星上其他更复杂的部件，有＂相当大的一步＂。
Northern Sky Research公司的分析师Dallas Kasaboski表示，缺乏卫星标准化也是提供3D打印所提供的规模经济优势的一个障碍。Kasaboski通过电子邮件说：＂就目前而言，这主要是小型卫星的趋势，大型卫星有不同的要求，而且它不像3D打印火箭发动机。火箭发动机的制造需要严格按照标准，而卫星还未达到标准化的水平，可以从中大大受益。然而，工作正在继续，以简化制作的完整过程，所以随着我们的发展，有可能更多的硬件将成为3D打印的。
即使对小型卫星制造商来说，用3D打印机生产零件也需要人类操作员的大量干预，可能会增加成本而不是节省成本。
卫星行业以前沿用下来的部件标准构成了另一个主要障碍，因为改用增材制造将要重新设计空间合格的部件，然后在轨道上测试，最后再投入普遍的使用。这其中所涉及的风险、时间和成本根本没办法证明快速转换到3D打印的合理性。然而，虽然它暂时对卫星制造来说不是一个巨大的成本节约，但Nano Avionics公司正在探索这样的领域，寻求它在未来5－10年的时间内发生变化。
Swissto12公司2021年帮助澳大利亚初创公司舰队空间（Fleet Space Technologies）交付了他们的第一个用于小型卫星的金属3D打印贴片天线号（Centauri 4）是Fleet Space公司在6月发射到低地球轨道后的第六颗也是最新的卫星，它有四根这样的天线。据舰队空间公司声称，利用卫星可以连接地面网络无法到达的地区的设备，3D打印的天线使其每公斤的航天器能轻松的获得10倍以上的覆盖率。
他说：＂或者，用另一个比喻来说，就像在蛋糕上加一层糖霜。材料在打印机中被处理，并以条状来回铺设，一遍又一遍。其他方法也存在，但它们相当于一个类似的结论。所以，你可以打印结构，独特的形状，制作模具和模型，但你一般不能打印工作的材料。如果你使用特殊的材料，你可以打印一些导电或导磁的东西或其他东西，但这与打印一个工作的光伏电池相差甚远。＂
在地球上，由于重力作用，制造商可以将材料层层叠加实现成型。在太空中，一颗卫星有可能由内向外建造，最初的几滴材料在最中心，在旋转时向外扩展。
卡萨博斯基补充说：＂从理论上讲，这可能很有趣，但就应用而言，这里还没有许多令人信服的用例。另外，这项技术在地面上还没有完全标准化／得到证实，更加不用说在轨道上了。＂
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