2026年4月2日， 美国宇航局（NASA）于肯尼迪航天中心成功发射阿尔忒弥斯二号（Artemis II），宇航员们五十多年来首次踏上绕月之旅。这次任务标志着阿尔忒弥斯计划的首次载人飞行，也是美国重返月球的关键一步。
在任务的主要意义之外，阿尔忒弥斯二号还凸显了3D打印技术如何融入此类航天任务的建造过程。尽管阿尔忒弥斯计划规模庞大，但3D打印技术并未得到广泛应用，这也在意料之中。在航空航天领域，认证、可靠性和长期验证至关重要，新技术的采用需要格外谨慎。也正因如此，3D打印目前虽未大规模铺开，但在NASA以及承包商中已形成三大明确的应用领域，为未来的广泛使用奠定了基础。
航天器硬件（猎户座）
搭载宇航员的猎户座飞船也包含3D打印部件。猎户座飞船的主承包商洛克希德·马丁公司利用增材制造技术生产了飞船各处的零件，例如支架、电缆导轨、环境控制系统组件和外壳。其中许多零件采用激光金属3D打印工艺制造，因此可以一次性完成，而无需组装。这些部件很重要，因为它们有助于减轻重量、简化制造工艺，并在性能至关重要的领域提高可靠性。
工装、测试和地面系统
在阿尔忒弥斯计划中，增材制造技术的应用很大一部分都发生在幕后。NASA的各个中心，例如马歇尔太空飞行中心和肯尼迪航天中心，以及承包商都依赖3D打印技术来制造工装、进行测试和地面作业。这包括用于验证发动机和航天器部件的定制测试夹具和工装，以及用于支持生产和集成的快速原型、装配辅助工具和其它制造工具。
许多此类部件都采用熔融沉积成型（FDM）等聚合物基工艺制造，使团队能够快速地设计、打印和测试部件。虽然这些部件本身并不用于飞行，但它们在阿尔忒弥斯计划中发挥着至关重要的作用，帮助工程师更快地迭代、降低成本并在开发早期解决问题。
火箭发动机部件（SLS）
美国宇航局的重型运载火箭——太空发射系统（SLS）——使用的是最初为航天飞机开发的RS-25发动机。这些RS-25发动机最初由Aerojet
Rocketdyne公司（现为L3Harris Technologies公司的一部分）为航天飞机制造，后经该公司翻新升级，用于阿尔忒弥斯计划。由于这些发动机属于老旧型号，此次任务中使用的绝大部分硬件都是多年前设计的。与此同时，NASA以及合作伙伴在过去几年中一直在RS-25发动机中引入3D打印部件，包括用于减少振动的弹簧蓄能器系统部件，以及某些阀门和内部组件。预计在未来阿尔忒弥斯计划的新版本发动机中，增材制造技术将占据更大的比例。这正是3D打印技术可能发挥最大作用的领域之一。火箭发动机是航空航天领域最复杂的系统之一，需要在极端条件下运行。即使是微小的改进也至关重要。增材制造技术能够简化设计、减少零件数量，并制造出使用传统方法难以甚至无法实现的内部通道。
3D打印的局限与未来潜力
目前，增材制造在阿尔忒弥斯二号中仍为选择性应用，并非用于整枚火箭或大型飞行结构。但它的核心价值在于复杂零件、轻量化设计及快速迭代，而非替代传统制造。随着阿尔忒弥斯计划向长期月球驻留发展，3D打印的重要性将进一步提升。在地球上，航天制造依赖全球供应链，而在月球上，每公斤运输成本极高，现场制造成为必然选择。未来，3D打印不仅可以按需生产工具和替换零件，还可能利用月壤建造居住舱、防护结构和基础设施，实现资源本地化利用。
阿尔忒弥斯二号验证系统的成功运行，为未来依托3D打印进行月球长期任务提供了坚实基础。随着任务从短期绕月访问迈向长期驻留，增材制造将在航天制造和运维中发挥越来越关键的作用。
来源：南极熊
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