△示意图:金属3D打印卫星和火箭
一、ITU规则下的部署紧迫性:20万颗卫星的“时间红线”太空频轨资源的稀缺性决定了“先到先得”的竞争格局,ITU《无线电规则》的里程碑条款更是将卫星部署从“规划”推向“必须落地的硬任务”。我国此次申报的20万颗卫星,需严格遵循阶梯式部署要求:申报后7年内需发射首颗卫星并实现频率启用,9年内(即2034年前)完成总数10%(2万颗)的部署,12年内完成50%(10万颗),14年内实现全量部署,逾期未达标将面临资源削减或注销的风险。这一刚性时间约束直接转化为卫星制造的产能压力。按9年内完成2万颗首批部署计算,年均需交付卫星超2200颗;若延伸至50%部署目标,年均交付量将攀升至近8400颗。而当前卫星制造已全面依赖金属3D打印技术,从轻量化结构件到核心功能部件,其应用深度直接决定了卫星的生产效率与性能表现。二、卫星制造的设备需求:从单星产能到批量部署的算力级诉求南极熊通过产业链调研了解到,当前商业卫星制造中,金属3D打印零部件的占比已实现规模化提升,涵盖电推系统、气瓶、热控部件等核心环节。关键产能数据显示,一年生产500颗卫星,需配套40台左右400mm幅面至1米幅面之间的中大尺寸多激光金属3D打印机。以此为基准进行测算:仅完成首批2万颗卫星部署,按年均2200颗的产能需求计算,所需中大尺寸金属3D打印机数量为(2200÷500)×40=176台;若推进至10万颗卫星的中期部署目标,年均8400颗的产能对应的设备需求则为(8400÷500)×40=672台。但这一数据仅覆盖卫星制造环节,未包含火箭发射所需的配套设备需求,而后者的设备消耗规模同样惊人。三、火箭制造的叠加需求:发动机80%重量占比的硬支撑卫星部署的前提是火箭运力的匹配。按单次火箭发射可搭载50颗卫星计算,20万颗卫星的全量部署需完成4000次发射任务。而火箭制造中,金属3D打印的应用深度远超卫星——部分火箭发动机的燃烧室、阀体、燃气发生器等核心部件,80%以上的重量都通过金属3D打印实现。△示例:低温气动尖峰火箭发动机。图片来自 Aconity3D
从技术逻辑来看,火箭发动机复杂内流道、轻量化结构的制造需求,唯有中大尺寸金属3D打印能够满足。以国内头部商业航天企业的实践为例,一些核心型号发动机,均依赖米级以上幅面的金属3D打印设备实现关键部件量产,单台发动机的打印周期已缩短至数周,较传统工艺效率提升5倍以上。△高1.3米一体式金属3D打印火箭推进器
结合火箭产能需求测算:4000次发射对应的火箭发动机制造,按单台火箭配备多台发动机的常规配置,再叠加发动机试制、备份等需求,其对中大尺寸金属3D打印机的消耗将形成量级提升。这里需要说明的是,我们按卫星制造设备需求的5倍进行估算,该系数参考了行业内单台火箭发动机核心打印部件数量与卫星的对比数据——单台火箭发动机的燃烧室、燃气发生器等核心部件的打印量,约相当于25颗商业卫星的3D打印零部件总量,因此推导得出火箭制造环节所需设备数量可达到3360台,与卫星制造需求叠加后,初步形成4000台以上的基础需求规模。需要注意的是,该测算基于设备年利用率80%的常规生产场景(预留设备维护、调试等空窗期),若实际利用率低于此标准,设备需求数量将相应上调。四、卫星更替的长期需求:5年寿命周期下的持续补能商业卫星的5年设计寿命,进一步放大了设备的长期需求。这意味着首批部署的2万颗卫星在2034年完成后,2039年左右将进入集中更替期,后续每5年就需完成一轮大规模卫星补网发射。这种“部署-更替-补网”的循环模式,使得卫星与火箭的制造需求不会因初期部署完成而衰减,反而形成持续稳定的产能诉求。△3D打印卫星示例
综合测算:考虑首批部署、中期扩容、周期更替三大需求场景,未来5到10年,我国商业航天领域仅卫星制造环节的中大尺寸金属3D打印机需求将达4000-8000台,叠加火箭制造环节的6000-12000台需求,最终形成1万到2万台的总需求规模。需要补充的是,这一估算是基于当前主流设备产能水平得出的,未考虑未来金属3D打印设备技术迭代的影响,以及可重复回收火箭的影响。五、行业现状与展望:设备企业的“航天机遇期”当前多家国内金属3D打印设备和服务企业已开始布局航天级设备产能。人民日报在2026年1月12日的一篇报道中指出:该文章转载于“南极熊3D打印网”如果您发现本网站上有侵犯您的知识产权的内容,请与我们取得联系,我们会及时修改或删除。