经过近十年的探索实践，增材制造（AM）正成为加速"在轨服务、组装与制造（ISAM）"及更广泛的"在轨运营与制造（ISOM）"领域发展的关键力量。美国国家航空航天局（NASA）发布的《2025年在轨服务、组装与制造发展态势报告》明确指出，增材制造技术已超越早期实验阶段，正逐步成熟为支持长期太空任务、基础设施扩建、自主维护及大型空间建设的核心工具。

太空制造新时代的技术变革
在地球轨道之外开展的航天器与科学平台建设、维护和运营工作，正通过ISAM技术实现革命性转变。服务技术（如机器人燃料补给任务系列、OSAM-1任务及地球同步卫星机器人系统）通过燃料加注、维修和升级，显著延长航天器寿命——即便对未预设维护功能的卫星也同样有效。这些能力不仅支撑长期太空任务，减少对地球供应链的依赖，更能确保深空环境中关键系统的持续运作。

组装技术使得大型结构可以拆分发射并在轨机器人组装，从而突破火箭整流罩尺寸限制。这为建造深空居住舱、星冕仪和大型望远镜等突破性结构开辟道路。OSAM-2、ARMADAS和TALISMAN等项目验证了自主与长臂机器人系统在轨构建复杂结构的能力。这些进展催生出可搭载多类仪器、适应新任务需求、提供稳定观测点的可持续平台，突破国际空间站等载人平台的局限。

太空制造则通过原材料按需制造零部件，进一步拓展能力边界。这包括生产大型整体结构、施加防护涂层及在轨直接制造工具，实现应对突发状况的快速适应能力，减少备件发射需求。服务、组装与制造三大支柱共同构成可持续太空探索的基石，有力支持NASA阿尔忒弥斯计划、月球门户空间站建设及旨在探测宇宙深处、搜寻地外生命的未来天文台项目。

轨道结构制造的增材制造应用
增材制造的首要价值体现在轨道直接生产能力。2014年，由"太空制造"公司（现属Redwire）研发的熔融沉积成型打印机在国际空间站完成首批太空3D打印，证实了塑料在微重力环境下的可靠打印能力。2016年增材制造设施部署后，航天员实现了工具与小部件的按需制造，减少对地球发射备件的依赖，提升应对突发故障的响应速度，这对太空服务至关重要。近年Redwire的月壤打印系统和模块化太空铸造厂等技术进展表明，太空制造正从塑料向金属乃至原位资源利用拓展，直接支持远离地球的ISAM任务。

在结构制造与组装方面，增材制造同样不可或缺。NASA指出该能力对建造超出传统整流罩尺寸的构件至关重要。通过发射紧凑原材料，在轨增材制造桁架、横梁和面板成为可能。DARPA的NOM4D等项目致力于将增材制造与机器人组装结合，以建造太空天线与数米级结构。NASA在焊接技术（包括天空实验室电子束焊接及近期热真空环境激光焊接测试）方面的积累，为增材制造结构提供了补充性连接工艺。这种组合催生出可随时间推移生长适应的模块化可重构系统。

地外部件替换的制造革命
增材制造在循环利用领域的影响日益凸显。2019年部署于国际空间站的"再制造机"旨在将废弃塑料打印品回收为线材，虽遇技术挑战，仍标志着闭环制造的重要突破。后续Outpost公司的轨道金属摩擦铣削演示、模块化太空铸造厂的微重力金属加工测试，则展现了将旧航天器材料转化为新资源的进展。这种新兴循环经济模式降低对地球补给的依赖，为ISAM服务系统提供可转化为替换件、结构元件或组装部件的材料来源。

增材制造的影响力已延伸至行星表面基础设施建设。NASA指出，从地球运输建材至月球或火星难以维持长期居住，原位资源利用成为必然选择。蓝色起源的"蓝色炼金术"技术证实月壤可转化为太阳能电池与铝制导线，NASA与Redwire的月壤打印项目则证明本地材料可用于建造着陆坪、庇护所、道路及居住舱组件。

ARMADAS机器人组装系统、高耸月球塔演示及GITAI月球建造测试等项目，将机器人与增材制造材料结合，实现塔架、通信系统及防护结构的自主组装。这些能力构成未来月球与火星ISAM/ISOM行动的基础。

可维护航天器的增材制造支持
增材制造推动模块化可维护航天器发展。配备标准化接口的航天器允许机器人代理更换模块、安装升级包或延长任务寿命。增材制造赋予该模式更大灵活性：任务规划者无需在地球设计所有潜在替换件，可直接打印质量、强度或机器人操作优化的结构。这使得航天器能在轨升级进化，降低维护任务复杂度。

最后，增材制造强化太空自主能力。执行服务、组装或维修任务的机器人系统，可从专为机器人操作设计的部件中获益。增材制造实现的特殊几何结构与特征，使机械臂更易抓取、对准和组装部件，有力支持NASA向遥操作及全自主航天器维护的发展方向。

随着增材制造技术成熟，机器人将能在最少人工监控下完成部件打印、组装、磨损件更换及大型结构建造。整体而言，增材制造正重塑ISAM/ISOM任务规划范式：从发射完全集成系统转向发射原材料并在轨按需制造；从废弃淘汰卫星转向将其回收为新原料；从地球制造月球基础设施组件转向机器人利用增材制造将月壤转化为功能性居住系统。通过这些变革，增材制造在降低成本、增强系统韧性、拓展任务可能性的同时，正以传统制造无法实现的方式，让人类与机器人在太空的持续存在成为可实现的图景。