星际大航海时代 3D打印的火星殖民梦
宇宙苍穹，浩瀚星海，世间万物变化多端，奥妙无穷。这一切无时无刻不对整个人类充满着极大的诱惑。探索神秘和多彩的未来世界，遨游充满着无限生机的宇宙太空。探索的步伐从未停止，一直在继续……
星际大航海时代 3D打印的“火星殖民”梦
100多年来，火星之行的想法一直推动着科幻小说的发展，自太空时代开始，就不断有人提出各种方案。1957年10月4日，前苏联采用改装的P－7洲际导弹把世界上第一颗人造地球卫星送入太空。1961年4月，尤里·加加林成为第一个被发射入太空的人类，实现了人类梦寐以求的飞天愿望，开创了载人航天的新时代。
人类对广袤的宇宙银河充满了向往，探索的脚步从未停止过
世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”1号
1969年7月20日，“阿波罗11号”登月舱在月球“静海”区安全着陆，美国3名宇航员阿姆斯特朗、奥尔德林与柯林斯登上月球，实现了人类几千年的梦想，使嫦娥奔月的神话变成了现实，人类探索太空的成就达到了新的高峰。1981年4月12日，NASA发射了第一架航天飞机哥伦比亚号，自那时起，人类不断改进空间探索的设备，向着更为广袤的宇宙银河进发……
人类进入太空第一人尤里·加加林
1969年首次登月的阿波罗11号3人组：左起依次为阿姆斯特朗、科林斯、奥尔德林
人类历史上第一架航天飞机：哥伦比亚号
1989年，老布什政府的“载人登陆火星计划”因费用超过5000亿美元而搁置。2010年，奥巴马政府呼吁美国航天局打造“影响深远的探索里程碑”。NASA计划在21世纪30年代中期把宇航员送上火星……
人类在探索宇宙的进程中不断提出新的计划，虽然尚未实现，但在人类探索史上写下了浓墨重彩的一笔。不过，凭着近几年人类与火星的不断“亲密接触”，我们与太空的故事似乎又多了起来，而3D打印技术的参与，让这项本来就十分伟大的壮举变得更加神秘。
第2页：揭开3D打印的“神秘面纱”
●揭开3D打印的神秘面纱
3D打印被誉为自20世纪90年代兴起互联网以来最热门的技术，甚至将其称为第三次工业革命，是一种可以做到“无所不能”的打印技术。但是3D打印技术到底是什么？
在了解3D之前，我们先来了解一下什么是3D，3D是英文“3 Dimensions”的简称，中文的意思就是三维、三个维度、三个坐标，即有长、宽、高。换句话说，就是立体的，属于空间概念，由X、Y、Z三个轴组成的空间，是相对于只有长和宽的平面（2D）而言的。
3D，简单理解就是基于X、Y、Z三个轴组成的立体空间
3D打印也成三维打印，工业上被称为快速成型，专业术语为增材制造。打个比喻，3D打印好比是这项技术的“乳名”，快速成型是它的“学名”，增材制造则是它的“专业术语”。
3D打印虽然听起来距离我们的生活比较遥远，多数人对此还比较陌生，但事实上，“3D”离我们并不遥远，早已“走进寻常百姓家”，比如，当我们走进电影院看3D电影，需要戴上一副3D眼镜，这样我们看到的电影就是一系列立体的场景，即3D图像，其原理如下图所示：
裸眼3D原理图
观看者的左眼只能看到左视图，右眼只能看到右视图。所以同时从两个不同的角度观看时，左视图和右视图就成了一个立体场景的图像，即三维图像。如果将我们所看到的3D图像进行反向思考，就可以想象到立体图像实际上是二维图像的叠层，这样理解3D打印就容易多了。
所谓3D打印，是将其数据分成很多横截面的二维层，然后使用安装的材料进行逐层构建，3D打印被认为是一个从无到有逐渐添加的过程，与传统制造技术所用的切割、钻孔、铣削或加工的减材制造方法正好相反。
3D打印技术发明人Charles Hull
1984年，美国人Charles Hull研发了3D打印技术，并于1986年取得3D系统专利，同时，开发出“立体光刻设备”，被认为是有史以来第一台3D打印机。
按照工艺的不同，3D打印技术又细分为熔融沉积成型技术（FDM）、选择性激光烧结技术（SLS）、数字光处理技术（DLP）、光固化技术（SLA）以及分层实体制造工艺（LOM）等几种，不同的3D打印技术运用的材料也不一样，SLA主要采用光敏树脂材料，FDM工艺则以ABS材料为原料，SLS主要是尼龙材料。
| 常见的3D打印技术及其国内外代表企业 | ||||
| 技术类型 | 打印原理 | 材料范围 | 国外代表公司 | 国内代表公司 |
| FDM | 材料挤出 | 热塑性材料 | Stratasys、MakerBot | 北京太尔时代 |
| Polyjet、MJM | 材料喷射 | 光敏聚合物、蜡 | Objet、3D Systems | 康硕集团 |
| 3DP | 粘合物喷射 | 金属粉末、陶瓷粉末、砂、石膏 | Exone、3D Systems | |
| LOM | 薄片层叠 | 纸、金属箔、塑料薄膜 | Helisys、Mcor | 滨湖机电 |
| 光固化 Vat | SLA、DLP | 光敏聚合物 | 3D Systems | 陕西恒通、联泰三维 |
| DMLS、SLS、SLM、EBM、SHS | 粉末床融合 | 钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝、金属、陶瓷、尼龙粉末 | 3D Systems、EOS、ReaLizer、Arcam | 北京隆源、湖南华曙、华科三维、西安铂力特 |
目前，3D打印已经广泛应用在生活的各个领域，如今，3D打印的人体植入物、牙冠、助听器已经存在于世界各地成千上万人的体内。科学家正在尝试利用3D打印机直接打印活性组织和新器官，如果变成现实，器官捐献将不再需要，人类将摆脱疾病、残疾。在建筑行业里，设计师已经接受了3D打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，而且制作精美。完全符合设计者的要求，同时能节省大量材料与时间。
3D打印用于航空航天
3D打印的珠宝
在生活中3D打印可以创造更多的个性化产品，比如，手机外壳、珠宝首饰、服装、鞋类、食品、文化创意作品等。在工业领域，传统的制造工艺往往会浪费很多时间和成本，某些技术难度大的产品甚至无法开工，而3D打印技术使得那些结构复杂的产品制造起来更加简单，而且有效节约了时间和成本。那么，今天我们就来单独探讨3D打印技术在太空开发（殖民火星）方面发挥的作用和进展。
第3页：NASA登录火星“三部曲”
●NASA登录火星“三部曲”
2015年10月10日，英国《每日电讯》报网站曾发表一篇文章，题为《美国航天局计划到本世纪30年代建立“独立于地球”的火星殖民地》，文章指出，美国航天局（NASA）介绍说，到本世纪30年代，人类将完全独立于地球的火星殖民地生活和工作。该机构还公布了在火星上建立永久定居点的计划，详细阐述了要打造“深空居住设施”充当通往火星的踏脚石。NASA称这一任务是“历史创举”，其意义不亚于早期移民登陆美洲和人类登陆月球。
NASA登录火星的三步走计划（图源：凤凰科技）
NASA把征服火星任务分为三个阶段：有赖于地球、试验场和独立于地球。未来几十年，NASA将继续从国际空间站上的实验收集信息，以便宇航员能够在深空中生活而不遭受辐射带来的健康问题和微重力的影响。在国际空间站以外的首批实验将在地球之间的空间站进行，然后开始往远处进发，最后一步是把载入飞船送入火星的轨道或者它的某个卫星，然后宇航员最终登上火星表面，使用模块化构架和3D打印建立殖民地。
地球与火星轨道的最近距离约为3400万英里
从地球出发，载人航天器需要5到10个月才能到达火星
地球与火星轨道的最近距离约为3400万英里，据科学家估算，载人航天器需要5到10个月才能到达火星，在这么长的时间内，宇航员需要的抗射线防护远远高于地球，登录火星需要大量飞行设备、保护设备、食物和燃料。而一旦“殖民火星”获得成功，还需要一个足够大的基地，以容纳适宜长期居住的生活区，以及大量的生命维持系统和补给。总之一句话，如果人类真的实现了登陆火星的梦想，如何解决人类在火星上的衣、食、住、行等方面的问题呢？
第4页：行：3D打印的飞行器部件
●行：3D打印的飞行器部件
人类若想殖民火星，第一步首先需要使用飞行器将人类送上太空，此时，穿梭于地球和火星之间的飞行器就成了必需品。1981年，自人类历史上第一架航天飞机——美国“哥伦比亚”号航天飞机升空之后，为人类自由进出太空提供了很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑。3D打印技术虽不能打印出整架航天飞机或者飞行器，但在飞行器零部件的打印方面还是可以起到一定作用的。
英国Reaction Engines公司利用3D打印技术打造的SABRE吸气式火箭发动机
美国太空制造公司Orbital ATK对外宣布，他们已经完成了对3D打印的高超声速发动机燃烧室的风洞测试，这一突破有助于高超声速飞机（时速达5500公里，相当于4.5倍音速）更快地研制成功。图为设计软件中的超高音速飞机概念图，程序正在模拟其空气动力学特征。
超高音速飞机概念图
超燃冲压发动机的燃烧室是推进系统中最具挑战性的部分之一，它在极端不稳定的环境中容纳并维持稳定的燃烧。如果这种燃烧室应用在超高音速飞机X-43上，将会解决太空探索的飞行问题。
这个模型由“外星”金属材料3D打印而成
2016年国际消费电子产品展（CES）上，一件用“外星”金属材料3D打印而成的物品吸引了众人的眼球。“行星资源和3D系统”（Planetary Resources and 3D Systems）公司利用采自阿根廷的陨石制成了这个模型，他们希望未来能将这项技术应用于火星殖民地建设。
猎鹰9号火箭
SpaceX（太空探索技术公司）在2014年1月6日发射的猎鹰9号火箭之中也应用了3D打印技术。其SuperDraco引擎是以Inconel 合金为材料，利用3D打印技术制作而成的。
火箭发动机原理图，圈圈处即为涡轮泵
美国宇航局对外宣称，他们已经打造了一个3D打印的涡轮泵，并成功完成了对它的测试。涡轮泵是火箭发动机最核心的部件，主要用途是产生高压流体供给燃烧室，3D打印涡轮泵有助于节省时间和金钱。这个3D打印的涡轮泵仅零部件数量就比使用传统方法制造的涡轮泵少45%。
NASA 3D打印的涡轮泵
NASA已经完成了这个3D打印的涡轮泵的一系列测试，在这次测试中，3D打印的涡轮泵转速高达90000rpms，在测试中，这个涡轮泵每分钟可传送1200加仑的液氢，这些液氢的温度低至零下400华氏度。
NASA正在研发利用3D打印技术来生产隔热的陶瓷用于航天飞机（图源：腾讯网）
下一步，美国宇航局正在研发下一代宇宙飞船技术，当宇宙飞船在返回太空中飞行时，会遇到极端高温的环境，如何隔热成为一大难题。目前陶瓷是一种常见的材料，航天飞机再入大气层就利用陶瓷进行隔热，研究人员利用3D打印技术制作个性化的陶瓷部件，这个技术有个特点，可避免陶瓷开裂。在高超音速飞行器的制造上，陶瓷将有更大的发挥空间。高超音速飞行器从纽约飞到东京只要几个小时，速度为10倍音速，将产生极大的高温表面。研究人员希望建造高超音速飞行器时使用陶瓷工艺，用于飞行器的整个外壳制造。
2016年3月，佛罗里达RAPID 2016展会多家公司联合3D打印复制猎户座飞船乘员舱
猎户座飞船乘员舱
殖民火星，当然少不了各种飞行器，3D打印在航天飞行器部件制造方面有着得天独厚的技术优势，不仅能够缩短航天装备的研发周期，提高材料的利用率、节约成本，还能优化零件结构、减轻重量，减少应力集中，增加使用寿命。如果利用3D打印技术解决了飞行器问题，探索太空的步伐将会变得更加坚实。
第5页：食：3D打印食物 自给自足
●食：3D打印食物 自给自足
吃饭、喝水对于生活在气球上的人来说，是一件再平常不过的事情了，但是，在失重环境下的太空生活，宇航员的饮食就变得不同了，可以说，宇航员的营养需求、食品制备、供给和进食方式等都有一定的特殊性，与地面上的生活饮食有着很大的不同。
失重环境下，食物处于一种漂浮状态
宇航员在航天飞行活动中如何进食，对于他们来说考验不小。在失重条件下，一杯盛满水的杯子朝下或者朝上放都是一样的。杯子里的水不会自动漂浮或者洒落出来，如果放在桌子上，杯子就会连同水一起飞起来。所以，宇航员在地面上原有的吃饭、喝水习惯到了太空就完全不能再用了。
在未来的生活中，3D打印将会代替普通的食物
在太空中，3D打印技术能不能帮助宇航员解决吃的问题呢？这一点，NASA居然做到了。NASA表示，为了给宇航员提供更加丰富的食物，在味觉和心理上对宇航员进行安抚，他们已经能够利用3D打印来做出可食用的东西。
早在2013年，NASA就已经联合Systems & Materials Research Corporation（SMRC）研制3D食物打印机了，最终他们通过这款食物打印机打印出一个粗糙版本的披萨，打印完成以后只需近70秒时间就可以将其烹熟。SMRC公司还从NASA那里得到了125000美元的投资来开发这个项目。
NASA利用3D打印机打印出来的披萨
SMRC创始人Anjan Contractor开发的食物打印机在暗盒里放入了面粉和油，用户还可以根据需要添加糖、碳水化合物、蛋白质和其他基本原料，据说，这些东西可在里面保存30年。打印机的第一层是面团，这层面团在打印机的底部经过加热板进行烘焙，然后打印出用油和水做成的番茄层，最后打印上蛋白质层。
3D食物打印机的工作原理图
Contractor披萨打印机的原型其实只是个巧克力打印机，虽然Contractor打造出了这款披萨打印机原型，但是远远没有达到NASA的标准，更不用说没有考虑零重力情况下3D食物打印机该如何工作。目前，NASA也没有表示他们是否会继续此项目的研发。但可以肯定的是，Contractor这次打印出来的披萨是历史最贵的了。
吃完了美味的披萨，可不可以再来杯咖啡呢？显然不是问题。
由于无重力或者微重力环境会让液体变得十分不听话，一直以来，空间站的宇航员们都需要把咖啡或者饮品装在“输液袋”中才能吸取饮用，真是毫无情怀可言。NASA针对这种情况，推出了一种由3D打印制作的咖啡杯，借助于特殊的容器造型，让宇航员获得类似于正常重力环境下的饮用体验，由于几乎没有重力，即便是杯子倾斜，里面的液体也不会流出，这样宇航员就无法品尝到咖啡。
3D打印制作的咖啡杯（图源：腾讯网）
来自波特兰州立大学（PSU）的设计人员Mark Weislogel 在杯子侧壁设计了一个巧妙的V型凹槽，这样一来就可以利用液体的表面张力将液体引流出来，让宇航员轻而易举地喝上咖啡，想像一下，一边品尝咖啡一边欣赏宇宙美景也是非常惬意的。
PSU使用3D打印技术开发了一个带冲泡装置的浓缩咖啡杯
3D打印让宇航员在太空畅饮新鲜咖啡
波特兰州立大学（PSU）机械工程博士生Drew Wollman使用3D打印技术开发了一个带冲泡装置的浓缩咖啡杯，这个装置能够冲泡一个咖啡包。使用者可以使用一个注射器将热水泵入装有K-cup的冲泡装置，并利用毛细管的表面张力制作出新鲜的咖啡，让宇航员在太空中也能享受到新鲜的咖啡。
第6页：衣：3D打印火星探索宇航服
●衣：3D打印火星探索宇航服
人们对于服装的认识往往只局限于其避体、保暖、美观、大方等特点，可是，当人类进入太空就会发现，航天服的作用早已超出了传统范畴，因为太空接近真空的压力环境、极端的温度环境，缺乏生命所需的氧气，空间陨尘、空间碎片和空间辐射的威胁都需要航天服为宇航员在太空的生活和工作提供一个良好的保护系统。
采用了3D打印技术的Z-2宇航服
关于太空中如何解决穿衣的问题，NASA也早有准备。2014年，NASA面向公众发起了一项针对Z-2宇航服外层设计选择的在线投票竞赛。直到2015年11月，NASA才发布其最新设计交互照片和详细信息。受科幻电影《电子世界争霸战》的影响，最新设计的名为Z-2的宇航服采用了3D打印技术，能让宇航员在火星表面上行走更加方便。
NASA表示，Z-2宇航服将采用可调节的肩部和腰围尺寸，以最大限度地增加单套宇航服所能容纳的宇航员人数。由于航天飞机所能携带的设备和物品重量十分有限，好几个宇航员穿着单套宇航服将会具有极大的优势。
在设计方面，最新的Z-2宇航服设计更加简洁，为了在黑暗的空间里实现更好的可视性，特别增加了红色电致发光的细节设计，宇航服背部的广口设计可保证宇航员不必使用气闸进出宇航服。此外，Z-2宇航服使用了先进的复合材料，质量轻、耐用，可以在火星的极端条件下承受长时间的任务。
NASA正在开发的下一代宇航服技术，将通过采用可再生二氧化碳去除系统和水分蒸发系统等技术，提高深空探索能力。这些技术可以为宇航员更为高效地提供呼吸空气和温度调节等生活必需品。Z-2宇航服项目是为行星表面探索所进行的技术验证。
宇航服的移动性和耐压性是决定宇航员在太空中完成任务量多少的关键因素，因此NASA非常注重宇航服的设计，以确保宇航员的太空行走更加安全有效。如果这种宇航服用于“殖民火星”，那是再好不过了。
第7页：住：3D打印技术建造火星屋
●住：3D打印技术建造火星屋
我们可以想象，如果人类一旦“殖民火星”获得成功，接下来需要解决的就是居住问题。宇宙环境是极其恶劣的，对人体有害的主要原因是高真空、缺氧、宇宙辐射和温度差异，在这样的环境中，宇航员是无法生存和工作的，因此就需要研制出一种与外界隔绝的密封环境座舱来保护宇航员。
人类未来在火星上的定居点艺术效果图（图源：ifeng.com）
过去，人类在太空的构建物都要预先建造好，然后靠运载火箭将其发射上去，不过因为受限于火箭的推力有限，很大程度上限制了构建物的规模和形状，在太空中就地取材建造物体就成为人类的一个梦想。现实中可以实现吗？也许太多人认为这只存在于科幻小说里，不过，3D打印技术的出现似乎给了我们一线希望。
近年来，火星已成为美国宇航局（NASA）的头号目标任务，他们不仅要完成一次往返旅行，还准备在火星上待更长的时间。NASA在2015年发起一个设计火星居所的挑战赛，一个完全用冰3D打印火星房屋的设计方案获得头名，来自美国西北大学的研究人员已经找到了更加可行的替代材料：一种完全用火星上的材料制成的可3D打印混凝土。这种混凝土，使用的是砾石骨料和一种特殊的粘结剂——也就是熔硫，熔硫在这颗红色星球上十分丰富。
研究团队使用氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钛模拟出的火星土壤
当下的混凝土往往需要28个小时才能凝固，而这种新的混凝土只需两到三个小时即可凝固，这使它非常适合3D打印技术。另外它也非常耐腐蚀，强度是典型的硫磺混凝土的两倍多。研究人员们认为，这种材料的强度足以在火星上建造摩天大厦。
此外，由航空航天、地理、环境管理、制造以及制图等方面的专家组成的RedWorks公司也设计了一套以3D打印为核心的火星殖民计划，而他们选择的建筑材料是当地随处可见的最简单的东西——泥土。实际上，有关火星的3D打印应用已经出现了不少，比如太阳能动力的3D打印机，可适应当地气象条件的3D打印无人机，以及有趣的个人3D打印火星车等等。而此次RedWorks的“火星屋”可谓又一项颇为新颖的项目。
RedWorks公司设计的3D打印火星屋
为了令计划尽量合理可行，RedWorks研究了一些古代文明的房屋结构并尝试着从自然结构，比如从鹦鹉螺中获得设计的灵感。最终，他们确定了总的设计方案：先在火星上挖掘地基，然后使用远程遥控模式，以可持续模式3D打印出房屋。这种方法可以有效将建筑的首个10米变为一种二次防护，从而保护建筑物的其他大部分免受恶劣的自然环境的影响。
为此，他们还制定了详细的方案，计划用火星已有的地理结构用于结构材料和建筑本身。比如熔岩通道、火山口轮廓、露天资源矿、地面缝隙，理论上建成的房屋可以用来阻挡风沙、辐射等，随着计划的继续进行，RedWorks团队已经完成了房屋表面轮廓和结构的概念设计：房屋将采用壳装设计，安装带有空气锁的飞船式门，内部空间则会被分为以下4个区域：
3D打印火星屋的4个区域
■区域1——公用区域，用于工程维护和地面活动
■区域2——用于居住、娱乐和烹制食物
■区域3——用于地质与生命科学实验
■区域4——用于废弃物回收，紧急情况下的生命支持和内部环境控制
美国宇航局计划在2030年代实现载人登陆火星，而在2015年9月，NASA举办的一场利用3D打印技术建造火星基地的比赛，一共入围了30份作品。设计要求机器人能够利用3D打印技术，就地取材作为建筑原料建造火星居所，以下是部分作品。
火星穹顶
火星穹顶，类似意大利“万神庙”这样拥有穹顶的建筑可以屹立千年，“火星穹顶”可以使用一个充气式脚手架来引导3D打印机器人工作，机器人将利用火星沙土沉积为水泥建造居所。蜂窝形的保温层是为了屏蔽辐射和阻挡小陨石。
待一会
待一会，这个螺旋式地下结构设想建造在火星赤道附近的地下，火星赤道附近地表以下拥有大量冰封的水资源。建造过程中挖掘的冰可供饮用，将居所建在地下可以屏蔽宇宙射线，也可以很好地保温。
熔岩蜂巢
这个熔岩蜂巢，设计者希望利用充气式居住模块建造火星上的居所，这样在抵达火星前可以将它们放气存起来，节省飞船空间，等到抵达火星后再充气展开。
迷宫
这是为将来火星成为游客众多的热门旅行目的地设计的，它的迷宫般外形可以无限制的扩大。
软体动物
软体动物，这个方案可能看起来不讨人喜欢，但却是一个非常酷的设计。它将充气式居住模块包裹在玻璃穹顶结构中，玻璃结构利用火星本地材料3D打印而成，这相当于宇航员可以在火星拥有院子。
甜甜圈
这个像甜甜圈的房子由加了纤维的玄武岩粘土建造而成。环形的设计允许将居所分割成独立的舱段，如果其中一部分被陨石砸坏，其他部分仍然可以为宇航员提供居所。
冰屋
不像其他设计者使用土壤作为建筑材料，这个设计方案使用的是冰。火星北极的冰帽与冻土下有大量的水冰，他们提议使用一种特殊的3D打印过程，利用冰来建造宇航员在火星北极的居所，水冰可以很好地吸收辐射保护宇航员。
虽然距离现实还比较遥远，不过所有这些经过仔细研究设计以后，还是可以让人感觉到“进入太空，殖民外星球”不仅仅是梦想的，相信随着3D打印技术的不断发展，这种畅想实现起来并不难。
第8页：3D打印勾勒殖民火星美好未来
●3D打印勾勒殖民火星美好未来
3D打印技术之所以在航空航天领域如此受欢迎，是因为其对于太空设备制造的重要性，由于人类在太空中制造产品的能力有限，很多太空中使用的物品都需要从地球上运送过来，但又需要承担巨大的运输成本。近来，美国宇航局不断向太空运送3D打印机，原因就在于3D打印技术在这方面的绝对优势。
被NASA送上太空的第一台3D打印机MadeinSpace
NASA发送到国际空间站的第二台3D打印机Cygnus
3D打印的优势在于可以使器件成型变得非常容易，并可以就地取材进行制造，可以在空间站上制造我们需要的零部件，更为重要的是，未来载人登陆火星时，需要3D打印技术制造备件和建立火星核心结构，这样可以大大减少建造殖民地的成本。
一、3D打印技术就地取材 节省运输成本
航空航天制造业成本高居不下，主要原因在于无法解决运输高成本问题。而3D打印技术却可以就地取材，比如，NASA的登陆火星计划，打算以火星上本身存在的土壤为原料，这样大大节省了从地球上运输东西到火星的成本。
二、太空中组装大型结构 打破运载限制
目前，太空航天器的大小受到运载器的限制，如果火箭直径过小，航天器的直径也会被限制，这就使得一些大型空间结构的部件只能通过运载器运送到太空当中。如此一来，不仅消耗了大量运输成本，还会耗费大量的时间。而通过3D打印，可以直接在太空中打印出所需部件，就地组装，大大节省了人力物力。
三、修复航天硬件 让航天器使用更高效
3D打印是一项“化整为零”的技术，可使太空设备具有重复使用性，以前，在太空设备出现损坏时，传统的方法就是通过航天运载器将新的部件运送到太空进行修复，而现在，通过3D打印技术，可将其融化成原材料，再次进行打印。在太空中，航天器硬件出现问题是家常便饭，如果能通过3D打印技术进行现场制造，极大地提高了航天器的使用率，同时节约大量宝贵时间，免去了送回地球修复的麻烦。
所以，3D打印技术是一门可将人类所想加以实现的技术，3D打印技术在太空领域的应用才刚刚兴起，而走在前列的当属NASA，如果还需进一步发展，形成太空产业链，3D打印技术就要从目前的高成本转向低成本，此外，3D打印在技术层面上也要有个质的突破，才能让这一技术得到更加充分的发展与应用。
