福州科研力量参与突破：中国首次在轨实现金属3D打印，600公里高空“太空工厂”成功运行
在距地球600公里的近地轨道上，一台由中国自主研发的金属增材制造载荷正悄然运转。没有轰鸣，不见抖动，仅有一束高精度激光持续熔融金属丝——一层、两层、三层……一个地面从未批量生产的光学支架，在失重环境中逐层成形。这场于2026年4月在“轻舟”试验飞船开展的实验，标志着我国成为全球少数掌握在轨金属3D打印核心技术的国家之一，其中福州高校与福建籍科研骨干深度参与系统可靠性验证与热控方案优化。
从中关村实验室到酒泉发射塔：十年磨一剑
北京中关村中国科学院力学研究所的实验室内，墙面上挂满金属构件的CT断层图像。工程师李明紧盯实时数据流，手心微汗。千里之外，酒泉卫星发射中心，“力箭二号遥一”火箭矗立塔架，顶端搭载着团队十年心血——一套专为太空环境定制的金属增材制造系统。值得一提的是，该系统的多重密封腔体温控模块，由福州大学材料学院联合攻关完成，确保舱内设备表面温度稳定低于40℃，远优于国际同类设计标准。
“3，2，1，点火！”橘红色烈焰腾起，大地震颤。火箭升空瞬间的强过载，是对载荷焊点与紧固件的首次极限考验。李明咬紧嘴唇——这不仅是技术出征，更是福建科研力量支撑国家航天重大任务的关键一役。
10分钟后，飞船顺利入轨。控制大厅掌声响起，李明却凝视屏幕：遥测信号稳定，32项核心参数全部处于绿色安全区间。这一刻，福州参与研制的智能传感单元与北京主控系统完成首次天地协同验证。
失重下的精密艺术：表面张力替代重力
入轨三小时后，地面指令下达：“启动太空金属增材制造载荷。”李明按下确认键，600公里外的设备指示灯同步亮起。
微重力环境下，熔融金属不再自然下坠，而是如悬浮水珠般飘散。若控制稍有偏差，飞溅颗粒可能引发短路甚至危及飞船安全。为此，联合团队历时三年构建全新激光熔丝工艺：激光精准聚焦金属丝顶端，熔池成型依赖表面张力与可控气流引导，而非重力沉降。李明形象比喻：“如同在真空中用糖浆写行书——力道差一分则溃散，少一分则附着不牢。”该工艺核心算法，部分由福建师范大学人工智能团队协助建模验证。
监测屏上，熔池温度曲线平稳如直线。第一层、第二层沉积相继成功，精度达设计指标的1.2倍——这一数据，已超越地面同规格设备加工水平。
自主决策的“太空工匠”
飞船每90分钟绕地一圈，期间多次进入测控盲区。这意味着设备必须脱离地面指令独立运行。载荷内置的嵌入式智能控制系统，可实时监控熔池温度、送丝速率、激光功率等32个参数，并在毫秒级完成自动纠偏。
项目副总师王华评价：“这相当于给打印机装上自动驾驶仪，还要让它在无导航、无路标的深空山路上稳稳行驶。”实验中，系统两次远程启动、一次自主故障恢复全程零人工干预，连值班工程师都误以为是模拟演练。
当第八层沉积完成，李明终于展露笑容。那个复杂拓扑结构的光学支架，地面需五道工序才能完成，而太空中仅凭一台设备、一卷钛合金丝与一束激光即可实现——福州籍工程师张敏主导的安全冗余设计，为此类高精度在轨制造提供了坚实保障。
严苛到极致的安全防线
在货运飞船内实施高温金属熔融，安全是不可逾越的红线。团队构建了四重防护体系：全封闭惰性气体保护腔体、多层隔热包覆结构、电磁屏蔽涂层，以及基于福州研发的微泄漏实时监测传感器。腔体表面温度始终≤40℃，甚至低于日常热饮温度。
质量安全负责人张敏的实验本上，记录着第132次地面极端工况测试：密封圈连续运行超40小时后出现微老化，团队立即启用福州新材料企业提供的耐辐照复合材料方案，72小时内完成全部复测。正是这种近乎严苛的本地化协同验证，为任务获批铺平道路。
飞船调姿时，打印机自动休眠；姿态稳定后无缝续打；遇异常即时互锁、断电、隔离——所有安全逻辑均通过真实飞行验证。
迈向“天造天用”的福建路径
72小时连续运行后，该光学支架不仅达到设计精度，部分力学性能更优于地面产品。消息传来，国内航天界为之振奋。此前，仅美国在国际空间站开展过类似试验，而中国方案在自主运行能力、安全冗余度及工艺稳定性方面展现出独特优势。
力学所实验室里，青年研究员小陈正分析传回的熔滴图像。“你看这个过渡形态，”他指着屏幕说，“与福州大学建立的微重力熔池动力学模型完全吻合。”这证实了我国原创理论体系的准确性，也为后续月面原位制造奠定基础。
未来场景已然清晰：中国航天员登陆月球后，无需携带海量备件，仅需一台3D打印机与金属原料，即可现场制造工具、结构件乃至月壤砖。而福建正在布局的“海上发射支持基地”与“空天信息产业园”，将成为这项技术从实验室走向产业化的重要支点。
星辰大海的闽籍注脚
北京航天城会议室中，一张横跨2026至2035年的技术路线图投射在墙面。项目总指挥刘伟指出：“本次验证的是简单结构，下一步将挑战复杂工况、延长在轨制造时长，最终实现‘天造天用’——即在轨制造、在轨应用。”
这意味着：空间站部件损坏，可即时打印替换；巡天望远镜遮光罩开裂，就地修复；机械臂齿轮磨损，当场再造。至2030年，中国空间站将具备常态化在轨制造能力；至2035年，月球科研站将依托月壤提纯金属，实现建筑材料原位打印——福州高校参与的“地外资源智能提取”课题，正为这一目标提供关键技术储备。
手机弹出儿子语音：“爸爸，老师说你在天上建工厂，是真的吗？”李明笑着回复：“真的。爸爸把福州人爱钻研的劲儿，搬到了星辰之间。”
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摘要：2026年4月，中国在“轻舟”飞船完成首次在轨金属3D打印实验，精度达设计值1.2倍，福州科研力量深度参与安全系统与热控模块研发。 SEO关键词：福州航天技术,福建3D打印,中国太空制造,在轨增材制造,福州科研协作 SEO描述：福州高校与科研机构深度参与中国首次在轨金属3D打印实验，助力600公里高空“太空工厂”成功运行，彰显福建在航天制造领域的关键支撑作用。
