2026年2月3日,美国国家航空航天局(NASA)在低地球轨道成功验证了一项关键技术的可行性:一个由3D打印钛合金制成的压缩弹簧装置——JACC(JPL Additive Compliant Canister),在太空中实现了精准展开。该测试搭载于Proteus Space公司的Mercury One商业卫星平台,通过机载摄像头完整记录了从压缩状态到完全展开的全过程,标志着增材制造技术在复杂空间机构领域的重大突破。
JACC装置外形仅约10厘米见方,重498克,其核心功能是在发射阶段保持紧凑,进入轨道后按预定程序释放内部弹簧,使其长度从压缩时的3厘米**延伸至15厘米。这种高达5倍的压缩比对于卫星天线等关键部件至关重要,因为火箭整流罩内的每一立方厘米空间都直接关系到任务载荷的容量与成本。
NASA喷气推进实验室(JPL)工程师指出,该项目的核心目标并非单纯追求轻量化,而是通过“一体化制造”大幅降低系统复杂度。传统类似机构通常由数十个独立零件组装而成,而JACC将铰链、面板、压缩弹簧及两个扭转弹簧整合为单一3D打印部件,零件数量减少约三分之二。这意味着潜在的故障点、紧固件数量以及地面集成测试时间均显著下降。
尽管3D打印技术能提升制造效率,但航天级应用对可靠性要求极高。JPL强调,任何新工艺都必须经过严格的环境验证,包括热循环、真空暴露及动态载荷测试。项目团队明确表示,若因工艺波动导致反复重新认证,将抵消生产提速带来的优势。JACC的成功正是为了在真实太空环境中量化增材制造的成熟度,回应行业对“打印即可靠”的质疑。
此次测试是NASA长期推进太空增材制造战略的重要一环。自2014年起,国际空间站已多次成功打印工具与零件,证明微重力环境对金属打印过程影响有限。当前研究正从塑料拓展至月球壤土模拟物打印及生物打印等领域,而JACC则聚焦于高精度金属功能部件的在轨验证,为未来深空探测任务中“就地制造关键机构”奠定技术基础。
对于中国航天企业而言,这一进展凸显了增材制造在提升卫星设计自由度与降低成本方面的巨大潜力。随着国内金属3D打印技术日趋成熟,可借鉴JACC思路,推动从“零件组装”向“功能集成”的设计范式转型,在卫星天线、展开机构等场景率先实现技术落地,同时建立完善的工艺认证体系,确保在轨可靠性,从而在国际商业航天竞争中占据更主动地位。