當3D列印的高性能零件似乎還沒有來到我們的生活中的時候，這一技術卻已經創建效率更高的太空飛行器，「獵戶座」飛船，是NASA的新型宇宙飛船。是由洛克希德·馬丁公司負責設計和建造的飛船。實際上由兩個飛行器構成，它們分別是：載人探測飛船(CEV)和貨物運載火箭(CLV)。「獵戶座」飛船內部空間比阿波羅飛船大2.5倍，最多可容納6名太空人。
本期，3D科學谷與谷友一起來近距離了解含100個3D列印零件的「獵戶座」飛船的來龍去脈。
宇宙探索
打開探索極限的極限大門
根據3D科學谷的市場觀察，「獵戶座」飛船一直在以指數級增長速度使用增材製造技術。根據洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）和美國國家航空航天局（NASA）最近宣布的信息，目前已完成為Artemis I任務開發的「獵戶座」飛船使用了100個3D列印零件。而在執行Artemis II任務的太空飛行器中，洛克希德公司已開發了近200個3D列印部件。
「獵戶座」乘員艙模塊
2018年9月，美國國家航空航天局（NASA）與洛克希德（Lockheed）籤訂了生產和運營6個「獵戶座」（Orion）太空飛行器飛行任務的合同。最初，美國國家航空航天局以27億美元的價格訂購了三架「獵戶座」飛船，在2022年，該機構計劃以19億美元的價格再訂購三架「獵戶座」飛船，到2030年，根據IDIQ合同，最多可再訂購六架「獵戶座」飛船，利用前六個任務的太空飛行器生產成本數據來實現最低的單價。
「獵戶座」飛船上使用的金屬3D列印技術
採用3D列印技術，可以有效的降低包括「獵戶座」飛船在內的開發成本和進度效率，並以此方式實現洛克希德的技術進步要求，並且3D列印技術還旨在使得太空飛行器更有效地獲得重用，3D列印更具成本競爭力，並能更快地交付具有更好技術性能的太空飛行器。
3D列印的「獵戶座」飛船對接艙口蓋由PEKK熱塑性塑料製成。來源：洛克希德
一個典型的例子是洛克希德3D列印的接艙口蓋可以節省成本，此外，得益於新型的ESD兼容高分子材料（一種防靜電塑料），3D列印還實現了更多的技術性能。
除了降本增效，3D列印還可以實現很多傳統上難以生產的零件，例如經過質量優化的結構支架和可在整個機艙內引導氣流的管道。洛克希德還3D列印了不同的墊片（在座椅邊緣和太空人臀部之間的部分），並且根據使用它的太空人而設計出各種尺寸的墊片。
不過，除了降本增效，一個普遍關心的問題是3D列印零件可以承受太空中最嚴酷的環境條件嗎？
洛克希德經過多年的實踐而得出的鑑定結論是3D列印的零件可以承受嚴酷的環境條件。2011年，洛克希德發布了有史以來第一個3D列印零件，現在這些零件還在正常使用。而在未來的載人任務中，洛克希德將進一步強調這些驗證零件的重要性。這一點不僅僅基於測試，還基於經驗。
當然，激發3D列印潛力，這其中設計是非常重要的。
根據3D科學谷的市場觀察，洛克希德生產了許多不同的零件，這些零件幾乎具有仿生學的形狀結構，仿生學的應用在重量和可生產性方面都針對強度進行了優化，這種靈感隨處可見，包括對於人體骨骼的模仿就被應用到洛克希德已經完成的一些結構性支架，
這激發了更多的想像空間，3D列印在能夠將大量零件組合成一個零件，消除了許多緊固件和焊接的需求，並減輕了重量，這對於飛船來說是非常重要的進步。設計師正在使用創成式設計，創成式設計與3D列印的結合可以說是相輔相成。太空飛行器的某些部分無法通過其他技術來完成，例如空心的複雜零件，這些零件通過創成式與3D列印的結合以不可思議的方式被創造出來。
在3D列印技術的作用下，洛克希德力爭將成本降低 50％。去年，洛克希德的整個空間部門3D列印了大約6,500個零件。並且對3D列印技術的可持續性感到非常自豪。塑料產品可以根據需要進行回收和再利用，粉末床工藝非常高效，從材料的角度來看，3D列印技術是非常可持續且具有成本效益的。洛克希德發現經常可以通過3D列印將材料的浪費控制在低於5％的水平，而當將其與某些減材和傳統製造應用進行比較時，這些數字會完全翻轉，有時候傳統製造技術甚至會產生高達90％的材料浪費。
「獵戶座」飛船是目前唯一一個真正的探索級太空飛行器的太空飛行器。它與眾不同，具有前所未有的獨特功能，而3D列印正在為「獵戶座」飛船探索更多極限。
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