日前，美國(guó)航空航天局（NASA）的航天工程師Jason Budinoff計(jì)劃用3D打印技術(shù)制造太空望遠(yuǎn)鏡的大部分零部件。這架望遠(yuǎn)鏡，將在下個(gè)月的某個(gè)時(shí)間設(shè)置完成，它的幾乎所有組件，包括光學(xué)基座、外管和擋板都將用3D打印技術(shù)制成。它的長(zhǎng)度大約只有2英寸長(zhǎng)，并設(shè)有反射鏡和透鏡，這些鏡片都是用傳統(tǒng)方法制成的。

然而，Budinoff希望最終反射鏡也能夠用3D打印制成，他設(shè)想使用激光燒結(jié)鋁粉末，然后通過(guò)高壓氣體將其壓縮。

可能有人會(huì)問(wèn)，“為什么NASA要3D打印這些望遠(yuǎn)鏡？”答案是多方面的。 其一，NASA很快就會(huì)將一臺(tái)3D打印機(jī)送上太空。試想一下，如果他們能根據(jù)需求用原料打印出太空望遠(yuǎn)鏡或其他先進(jìn)的設(shè)備及部件，那么人類(lèi)的太空之路會(huì)順暢好多。但這還不是全部。

3D打印的成像望遠(yuǎn)鏡的示意圖

“這是一個(gè)探路者。”Budinoff說(shuō)。 “當(dāng)我們制造像望遠(yuǎn)鏡這樣的科學(xué)儀器時(shí)，它通常涉及到幾百個(gè)零部件，制造起來(lái)非常復(fù)雜，很昂貴。 但用3D打印，就可以減少零件的總數(shù)，并使它們具有幾乎任意的幾何形狀，我們將不再受到傳統(tǒng)的銑削和車(chē)床加工技術(shù)能力的限制。”

在Budinoff的望遠(yuǎn)鏡上只會(huì)有四個(gè)3D打印的零部件，然而，這四個(gè)用激光燒結(jié)鋁粉和鈦粉制成的部件卻取代了20-40個(gè)常規(guī)零部件。但是，零件的復(fù)雜程度卻大大增加了。比如3D打印的外殼將被設(shè)計(jì)成現(xiàn)有制造技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的形狀，從而能夠大大減少儀器內(nèi)部的散光。

“我基本上是想表明，增材制造的儀器可以飛。”Budinoff說(shuō)。 “我們將不得不減輕風(fēng)險(xiǎn)，并在未來(lái)的項(xiàng)目管理人員問(wèn)，“我們能使用這種技術(shù)嗎？”的時(shí)候，我們可以說(shuō)，“是的，它已經(jīng)經(jīng)我們驗(yàn)證合格。””

Budinoff還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有完成他的工作。他還在致力研究3D打印更大的14英寸雙通道望遠(yuǎn)鏡，以及研究新材料，如因瓦合金。

“所有制造光學(xué)儀器的人都會(huì)從我們的研究中受益。”Budinoff說(shuō)。“我認(rèn)為我們可以證明3D打印能夠?qū)⒊杀竞蜁r(shí)間降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。