美国国家航空航天局（NASA）的阿耳忒弥斯（Artemis）重返月球计划，尽管重新点燃了公众对载人深空探索的热情，却也成为该机构历史上成本最高、延误最多的项目之一。据NASA监察长办公室统计，截至2025年，项目累计成本已超过930亿美元。 在诸多原因中，一个令增材制造（AM）行业倍感遗憾的因素是：尽管技术已足够成熟，该项目对3D打印的采纳仍十分有限且谨慎，错失了可观的成本与时间节省机会。

现有应用：真实但零散

客观而言，阿耳忒弥斯项目并非没有使用增材制造。洛克希德·马丁（Lockheed Martin）与斯特塔西（Stratasys）等合作，在“猎户座”（Orion）飞船中集成了超过150个3D打印热塑性部件，材料包括ULTEM 9085和基于PEKK的防静电材料Antero 800NA，用于深空环境中的支架、盖板、管道组件，甚至包括直径约1米的外部对接舱口盖组件。这些部件免去了二次涂层或镀镍工序。

在金属增材制造方面，“猎户座”飞船的12个姿控推进器（RCS）喷嘴扩展段，通过一台增材制造设备在约三周内完成生产，比传统方法快约40%。这些部件直接影响再入姿态和宇航员安全，其认证流程涵盖了构建参数、后处理、试片测试、无损评估及飞行反馈，充分体现了载人级AM的复杂性。

此外，为阿耳忒弥斯提供上级推进的RL10发动机（用于SLS Block 1的临时低温推进级），其升级版RL10C-2已用于载人任务。而发动机制造商L3Harris（旗下拥有Aerojet Rocketdyne）近年来显著加强了AM能力。

未被实现的节省潜力

对比实际应用与潜在可能，差距尤为明显。Aerojet Rocketdyne多年前就曾利用Velo3D的激光粉末床熔融平台和nTopology的拓扑优化技术，将其R-4D姿控推力器重新设计为钛合金部件，结果质量减轻五分之四、尺寸缩小一半、成本降低三分之二，组装零件更少、失效风险更低——然而这仅是内部研发项目，而非全计划指令。

针对未来阿耳忒弥斯V及后续任务的新生产RS-25发动机，其3D打印的pogo accumulator组件通过选区激光熔化技术，消除了100多处焊缝，生产时间缩短80%以上，单件成本降低约35%。“猎户座”主发动机的金属3D打印喷油器也于2023-2024年在白沙试验场完成了21次热火测试。但这些成果来得较晚，且仍是例外而非普遍做法。

为何“慢半拍”？

NASA的飞行认证流程原本围绕传统制造工艺设计，要适应金属增材制造的参数敏感性、后处理要求和微观结构差异，需要持续投入标准开发。而NASA在这方面采取了渐进式而非紧迫式的策略。结果是，有能力提供AM组件的供应商往往面临漫长的认证周期，削弱了技术本应带来的成本与进度优势。

“商业公司可以承担风险，NASA不能。”一位业内观察人士指出。类似情况在F1赛车领域也曾出现——早期拥抱增材制造的车队获得了可测量的竞争优势。

未来属于增材制造

尽管阿耳忒弥斯项目未能系统性地部署AM，但其巨额公共投资已惠及众多注重成本的商业航天企业。L3Harris在代托纳比奇的工厂已实现关键推力器组件（喷嘴、歧管、燃烧室）的批量生产，材料包括铌及其他高强度耐热金属。该公司还克服了不同设备之间质量差异性的难题，实现了规模化生产。

“我们已经完善了十多年，基础设施和培训到位，正在展示高生产率。”L3Harris相关负责人表示。采用增材制造组件的L3Harris推力器已在美国国家安全卫星上得到飞行验证。

可以预见，未来的火箭虽不会完全由3D打印制造，但金属、聚合物乃至陶瓷材料的3D打印部件将越来越多，且尺寸更大。增材制造的广泛应用将极大缩短开发周期、降低成本。阿耳忒弥斯的经验教训——当成熟制造技术被视为边缘而非基础时会发生什么——应当指导下一个大型航天项目从起步阶段就做出不同的选择。