省委十五届九次全会深入学习贯彻习近平总书记重要讲话重要指示批示精神和考察浙江重要讲话精神，就推动创新浙江建设全面成势、高质量完成全年经济社会发展目标任务作出部署。高校是创新浙江建设中的一支重要力量，应不断深化教育科技人才一体改革、推动科技创新和产业创新深度融合。

力箭一号遥十五运载火箭发射升空

7月24日7时33分，在东风商业航天创新试验区，力箭一号遥十五运载火箭托举着采用人工智能设计、3D打印制造的米级主体结构卫星——“云尖沐曦号”刺破苍穹，目前卫星在轨运行良好。这不仅标志着“人工智能+增材制造”在我国航天制造领域实现了突破性应用，更镌刻着一支跨学科团队协同攻坚的奋斗印记。

这不是一次孤立的技术突破，而是浙大城市学院、之江实验室等单位深度合作的成果，也是国家和省级重点项目双重支持的创新结晶。在近两年的攻关历程中，这支汇聚了材料科学、智能计算等多领域专家的团队，以敢为人先的勇气、跨界融合的智慧和久久为功的坚守，破解了一个又一个技术难题，最终将“用3D打印造卫星”的梦想变为现实，为卫星制造范式变革探索出一条新路。

✦需求牵引：航天减重命题下的团队集结✦

在以克为计量单位的航天领域，减重是贯穿始终的使命，更是突破极限的关键。如何在保证结构强度的前提下实现轻量化，成为航天领域亟待破解的核心命题。传统卫星制造采用多组件拼接，不仅重量难以下降，还存在装配复杂、可靠性风险、效率低等问题。

自然界的智慧给了科研团队启示：树木、人体骨骼等天然承载结构，均采用多孔材料实现“轻质高强”的完美平衡。来自大自然的灵感，成为“云尖沐曦号”研发的起点，但全球范围内尚无3D打印多孔材料用于米级卫星主体结构一体化制造的先例，从材料设计、构型优化到3D打印制造，每一步都需要从零探索。

攻克这一难题，绝非单一机构、单一学科所能完成。2024年初，浙大城市学院全省空天金属材料重点实验室主任、之江实验室特聘专家汤慧萍教授提出了“人工智能设计+3D打印制造”（AI+AM）的全新思路，与之江实验室新材料计算研究中心“牵手”，组建联合团队开展增材制造金属多孔材料攻关，形成了“AI设计+AM制造”的黄金搭档。

浙大城市学院与之江实验室签署合作框架协议

这支跨界团队有着清晰的分工定位，浙大城市学院负责卫星主体结构的3D打印设计及一体化成型技术研制，之江实验室负责卫星主体结构胞元的人工智能设计研制。核心力量也各有专长，他们怀揣着共同的梦想，组成了一支科研协同攻坚队伍。

✦攻坚之路：从亿级可能到全局最优解✦

多孔合金材料模型

3D打印卫星主体结构的核心是多孔材料，而多孔材料的基石是“胞元”——可重复的最小结构单元，它如同构建卫星主体结构的“筋骨”。设计出兼具低密度与高强度的胞元，是实现轻量化的关键。胞元的特征结构有杆状、板状、管状、曲面等形态，空间布局更是千变万化，求解自由度超过亿级，靠人力根本无法穷尽所有可能。

多孔材料胞元设计空间巨大，非常适合用AI求解，而增材制造技术可以实现微米到厘米尺度孔结构的精细制造。

团队确定的“AI设计+AM制造”这一思路看似清晰，实则布满荆棘。首要难题就是缺乏基础数据库，没有数据，AI模型就如同“无米之炊”。为了构建孔结构生成式AI设计模型，团队首先开展了“数据攻坚”。他们突破技术瓶颈，自主生产数据，引入数学中的参数化建模并自研的GPU加速仿真算法，实现了胞元结构生成与力学性能仿真的效率飞跃。仅用3个月就积累了百万级多孔材料结构-力学性能数据库；而按照传统方法，完成同样规模的数据库建设大约需要57年。

有了庞大的数据库，团队开始了“大海捞针”般的最优解筛选。他们借助帕累托寻优算法，结合3D打印可打印性分析，从200多万个计算生成的胞元结构中，初步筛选出120个候选胞元。接下来的验证过程同样充满挑战，每个候选胞元都需要通过3D打印制作样品，进行力学性能测试、结构稳定性验证等一系列实验。

3618胞元及铝合金多孔材料

经过无数次的迭代优化，筛选出了制造这颗卫星主体结构的“最优解”。“这种胞元的结构仅靠人脑是不太容易构思出来的，可能是自然界中未发现的全新构型。”汤慧萍难掩激动地说道，以这些胞元为基本的多孔金属材料，既具备金属材料的高强韧特性，又拥有比木头还要轻的密度，完美实现了“轻质高强”的设计目标，为卫星主体结构轻量化与性能提升奠定了坚实基础。

✦制造突破：3D打印重构卫星生产范式✦

胞元设计的成功，只是迈出了第一步。要将这个微小的结构单元，变成米级的卫星主体结构，还需要攻克几千个胞元、百万级特征结构的智能构筑与3D打印形性调控两大难题。这对制造工艺的精度、稳定性提出了极高要求。

“云尖沐曦号”卫星

联合团队成功突破了米级宏观构件的智能构筑与3D打印一体化成型技术，圆满完成了“云尖沐曦号”卫星的主体结构一体化设计及制造。“我们以多孔合金材料模型生成的轻质高强胞元为基础，成功开发出极轻质、超高强点阵蒙皮结构，其力学性能实现代际跃升；针对大尺寸点阵蒙皮构件制造痛点，创新模型工艺一体化设计，攻克形性协同调控核心难题，达成‘所见即所得’的制造目标；突破大尺寸点阵蒙皮构件后处理技术，解决多余物清除难题，以满足航天构件多余物控制要求。”汤慧萍介绍道。

“我们通过多次力学仿真与实物测试，让蒙皮结构既经得起发射阶段的剧烈震动，又能抵御太空环境的极端温差。”团队成员丁超博士介绍。与此同时，团队实现的卫星主体结构一体化成型技术，更是重构了卫星制造逻辑。传统制造方式需要数百上千个组件的拼接，不仅装配复杂，还容易出现缝隙、应力集中等问题。而“云尖沐曦号”卫星的主体结构通过3D打印技术一体化成型，有效减少80%的组件数量，既降低了装配误差，又提升了结构可靠性，更大幅缩短了制造周期。

“云尖沐曦号”卫星主体结构

✦团队精神：跨界融合中的初心与坚守✦

在“云尖沐曦号”主体结构的研发历程中，团队成员不仅展现了高超的专业素养，更诠释了“跨界融合、协同攻坚”的团队精神。这支由材料、力学、计算机等多领域人才组成的队伍，打破了学科壁垒，实现了知识、技术与理念的深度融合。

联合团队在“罗布泊”科研攻坚场集中攻关

“自联合攻关团队组建以来，我们每周都会一起开任务调度会，计算机专家和材料专家互相‘补课’。”汤慧萍教授回忆道。不同学科背景的团队成员，有着不同的思维方式和专业语言，但大家都有着共同的目标。为了实现这个目标，每个人都主动学习其他领域的知识，积极沟通协作，慢慢磨合出了默契。

任务攻坚期间，团队几乎都是“连轴转”模式，天天泡在实验室里研究“材料”与“代码”。多孔材料的力学特性、AI算法的优化逻辑……团队成员间相互学习、相互促进、共同成长。正是这种“各展所长、互补共赢”的协作模式，让团队爆发出了强大的创新合力。

团队的坚守与付出，同样令人动容。为了攻克技术瓶颈，他们常常加班加点，甚至通宵达旦地工作；为了获取精准的实验数据，他们24小时值守在实验室，记录细节、数据。为了加快推进项目进度，他们放弃了春节等节假日的休息，始终保持着高昂的工作热情。

“云尖沐曦号”的成功发射和在轨运行，是浙大城市学院在探索教育科技人才一体改革、推动科技创新和产业创新深度融合的生动实践。2025年7月，浙大城市学院——之江实验室空天智造科教融合学院入选首批省级科教融合学院，一大批研究生、本科生开展“真题真做”，将理论与实践深度融合。

同时，3D打印卫星工厂及相关产业也已在杭州市云栖小镇落户启动，团队的创新成果正加速转化为新质生产力，不仅能够满足卫星轻量化、定制化、低成本、快速制造的需求，甚至可能推动卫星制造范式的变革。接下来，浙大城市学院将继续深入学习贯彻省委十五届九次全会精神，为取得“决定性进展”、率先呈现“生动图景”提供更多高校支撑。