终结太空垃圾困局：三菱化学推出航天级“月产月消”可降解碳纤维3D打印材料-行业新闻-CSCME 2027

发布时间：2026-08-10

在前不久结束的日本 SPEXA 展会上，三菱化学集团瞄准全球深空探测与大型航天装备制造的核心痛点，重磅发布两款面向宇宙应用场景的熔融颗粒制造（FGF）工艺专用 3D 打印碳纤维复合材料。

这一系列产品突破了传统 3D 打印材料在大型化、耐高温、太空环保性上的多重瓶颈，首次实现了“可降解在轨耗材”与“高耐热结构材料”的双线布局，标志着太空制造从“概念验证”正式迈入“产业化落地”的关键阶段。

技术路线革新：FGF 工艺解锁大型 3D 打印的产业化瓶颈

长期以来，航天领域 3D 打印技术受限于成型工艺，始终难以突破“小尺寸、低效率、高成本”的困局。传统熔融沉积成型（FDM）依赖丝材进料，吐出量有限，仅能制造小型构件，且丝材成本是颗粒料的 3-5 倍；而金属 3D 打印虽能满足高强度需求，但设备昂贵、成型速度慢，无法适配大型航天结构的批量生产。

三菱化学本次选择的FGF（Fused Granular Fabrication，熔融颗粒制造）工艺，作为材料挤出类 3D 打印的革命性分支，完美解决了上述痛点：

此次发布的两款碳纤维复合材料均为 FGF 工艺量身定制，通过树脂基体改性与碳纤维表面处理技术，解决了颗粒料打印过程中流动性差、纤维分散不均、层间结合力弱等行业共性难题，实现了工艺与材料的深度协同。

三菱化学本次展出的两款材料，分别针对太空 “临时在轨制造” 与 “永久结构服役” 两大核心场景，形成了互补的产品矩阵：

随着全球航天活动的激增，太空垃圾已成为威胁航天器安全的重大隐患。传统在轨制造使用的金属或不可降解塑料构件，报废后会成为永久性太空垃圾，而三菱化学推出的 **“月产月消” 可降解树脂基碳纤维复合材料 **，首次实现了航天耗材的全生命周期环保化。

该材料以可生物降解树脂为基体，填充不同比例的短切碳纤维（50wt%、60wt%、70wt%），通过配方优化平衡了力学性能与降解速率：

针对航天发动机热端、卫星热控系统、重返大气层飞行器等极端高温工况，三菱化学同步推出了高性能聚醚酰亚胺（PEI）基碳纤维复合材料。PEI 树脂本身具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性，经碳纤维增强后，其力学性能和耐热性得到了质的提升：

三菱化学能够在航天级 3D 打印材料领域实现突破，核心在于其掌握了从碳纤维生产、树脂基体合成到复合成型的全产业链技术：

3.1 碳纤维表面改性技术

通过特殊的上浆剂处理，大幅提升了碳纤维与树脂基体的界面结合力，解决了 3D 打印件层间强度低的行业难题；

3.2 树脂配方定制化能力

针对 FGF 工艺的流动性要求，对可降解树脂和 PEI 树脂进行了专门的流变改性，确保颗粒料在高温下具有良好的熔融流动性和成型精度；

3.3 纤维长度控制技术

在颗粒料制备过程中精准控制碳纤维的保留长度，既保证了材料的增强效果，又避免了纤维过长导致的打印堵塞问题。

三菱化学的这两款航天级 3D 打印碳纤维复合材料，将彻底改变传统航天制造的模式，催生万亿级太空制造市场：

4.1 在轨制造领域

可降解材料将成为空间站和月球基地的标配耗材，实现工具、零部件的就地生产与按需报废，大幅减少地面补给任务的载荷和成本；

4.2 大型航天构件制造

FGF 工艺配合高耐热 PEI/CF 材料，可实现火箭箭体、卫星舱段、太阳能支架等大型结构的一体成型，替代传统的铆接和焊接工艺，减重 30% 以上，同时缩短制造周期 50%；

4.3 深空探测领域

为火星基地、小行星探测任务提供核心材料支撑，实现 “就地取材 + 3D 打印” 的闭环制造模式，降低深空探测的风险和成本。

此外，该技术还可快速向航空、高端装备、新能源汽车等领域延伸，用于制造大型飞机工装夹具、新能源汽车电池包壳体、风电叶片模具等，带动整个高端制造业的数字化转型。