北京
導讀：火星上沒有氬氣保護，怎么進行金屬3D打印？阿肯色大學的一項新研究給出了一個意想不到的答案：直接用火星大氣環境。
2026年6月6日，南極熊獲悉，阿肯色大學研究團隊的一項最新研究表明，在火星大氣（主要成分為二氧化碳）環境下進行金屬激光粉末床熔融（PBF-LB）打印具有可行性。這是目前少數專門針對這一方向開展的實驗性研究之一。
△相關研究成果已發表在《Journal of Manufacturing and Materials Processing》期刊，研究題目為“探索火星大氣環境下的金屬增材制造”
火星的氬氣從哪里來
在火星上打印金屬零件，聽起來像科幻小說。但真正的難題不是打印機，而是氣體——地球上用于保護熔融金屬的氬氣，在火星上幾乎無從獲得。
研究人員Zane Mebruer解釋說，大多數金屬增材制造系統在生產過程中依賴氬氣。氬氣可以保護熔融金屬免受氧化，實現零件的逐層構建。如果沒有這種保護，零件內部會形成缺陷，削弱強度。但問題在于，定居火星的人無法獲得大量氬氣，從地球運輸成本高昂，在火星上生產也需要額外設備。
火星大氣層中超過95%的成分是二氧化碳。研究人員想看看能否在二氧化碳環境下直接進行金屬打印。如果可行，未來的火星殖民者或許就能利用火星上已有的資源。
△PBF-LB在人工環境下的實驗裝置概覽
定制PBF-LB系統：在CO?中打印316L不銹鋼
為了完成這項任務，研究團隊使用了一套由阿肯色大學開發的定制激光粉末床熔融（PBF-LB）系統，打印出簡單的316L不銹鋼測試樣品。該系統配備了一臺500瓦的IPG光纖激光器和一個可充入不同氣體的密封腔室，使研究人員能夠比較在氬氣、二氧化碳和普通空氣條件下的打印效果。隨后，研究人員對樣品進行了表面質量、氧化程度和結構完整性等方面的檢測。
△激光功率對二維樣品制備的影響
實驗結果表明：氬氣依然是最優保護氣體，整體性能最強，這一結論并不出人意料。但真正引起研究人員注意的是，CO?環境下的打印性能遠優于普通空氣，兩者之間的差距相當顯著。換言之，火星大氣成分雖然無法完全替代氬氣，但已具備支撐基礎金屬打印的可行性，足以推動后續深入研究。
目前，這項研究仍處于非常早期的階段。研究團隊也清醒地認識到當前研究的局限性：尚未完成功能性零件的打印，也尚未測試低重力、塵埃、輻射等其它火星特有的極端條件。從概念驗證到實際部署，還有漫長的工程路要走。
近期重點3D打印活動通知預告
①
②
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
