美国宇航局喷气推进实验室(JPL)设计的一款3D打印钛合金弹簧装置,近期在一颗小型商业航天器上完成在轨部署,展示了增材制造技术在降低未来太空天线成本和复杂度方面的应用潜力。该装置被称为JPL增材制造兼容罐(JACC),于2026年2月3日由Proteus Space公司研制的“水星一号”航天器部署。

当航天器在近地轨道飞越太平洋上空时,机载摄像头拍摄到3D打印弹簧从容器中弹出的画面。JACC采用钛合金整体打印成型,将铰链、面板、压缩弹簧和两个扭簧集成于单一部件,零件数量仅为同类传统结构的三分之一。该装置重量约498克(略超过1磅),边长约10厘米(4英寸),收纳高度约3厘米(1英寸),展开后达到约15厘米(6英寸),其设计灵感源自卫星常用的通信天线。
JACC是JPL在该航天器上搭载的两个有效载荷之一,两者合称“原型驱动非线性可展开装置,可提供可重复的精度,并可收纳于箱中”(PANDORASBox)。JPL在不到一年时间内以较低预算完成这些装置的构思、制造、测试和飞行交付。JACC的成功表明,与传统制造的航天硬件相比,3D打印的机械装置可以更快、更简单地制造出来,且零件数量减少意味着更少的装配步骤和潜在故障点。
第二个演示有效载荷是用于地球科学的固态欠约束多频(SUM)可展开天线。“水星一号”于2025年11月28日从加利福尼亚州范登堡太空部队基地发射升空,是SpaceX运输机-15任务的一部分。JPL内部研发资金及NASA地球科学技术办公室为JACC提供了支持。这类在轨验证对于未来航天器可展开结构的设计具有重要意义,3D打印技术有望改变卫星天线及其他机械系统的制造逻辑。










