随着航空航天技术的不断进步,航天器已经成为各国通信、气象、空间资源探索、科学研究、军事目标和载人飞行等工程不可或缺的载体,也是各国综合科技实力的体现。然而,空间的原子氧、热循环、空间辐射、超高真空、微流星及空间碎片撞击等恶劣服役环境使航天器面临严重损伤的巨大风险。此外,随着现代科技的发展,人们对空间装备金属零件的在轨制造呼声日益强烈。然而,微重力条件无法满足使用粉末作为原料的激光3D打印技术实施。寻找一种新的空间材料或新的3D打印技术,将有助于解决空间制造面临的上述难题。相比传统晶态金属,非晶态合金特有的无序原子构成了无晶界、无位错的内部结构,可有效防止原子氧剥蚀、空间辐射老化;非晶态合金的低摩擦系数、低粘着系数表面可避免超高真空引起的冷焊现象;非晶态合金的高强度、高耐磨性适用于抵抗微流星、空间碎片撞击。因此,非晶合金是一种极其适于空间环境应用的新型合金。此外,非晶合金在过冷液态区表现出超塑性,已有研究表明,过冷液态非晶合金可以在一定压力条件下实现冶金焊合,这为研发非晶合金的空间3D打印技术带来了曙光。本研究基于非晶合金在过冷液态区的超塑性,设计了一种过冷液态非晶合金3D打印喷头系统。该系统首先将非晶合金条带加热至过冷液态,然后尝试采用外力将条带焊合。结果表明,由于条带比表面大,散热快,两条带接触的表面温度迅速低于其玻璃转变温度,高粘度条件下无法实现焊接。此外,在空气环境下,非晶合金表层富集的氧,阻碍了原子扩散,从而限制了非晶合金条带间的冶金焊合。为此,本研究提出另一种喷头设计方案,其原理主要是将激光与喷头同步,且激光始终聚焦于焊接点,在3D打印过程中,激光光斑所在区域材料瞬时融化、焊接,实现增材制造。该喷头还设计了一种特殊的送料机构,能够满足带材和棒材的连续送料。在满足原料尺寸、熔化温度等条件下,该喷头系统还可以用于其他金属材料的3D打印,极大的提高了合金的选材范围。