《表1 模拟月壤成型技术特性及弊端对比》

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《模拟月壤成型研究现状》

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月球表面的极端环境条件，如超高真空、低重力、大温差以及高辐射等，对月壤的成型工艺和结构件的物理性能提出了苛刻的要求。当前的月壤成型方法各有利弊，所制结构件的性能也参差不齐，各技术方案在月球上的应用可能遭受不同的挑战，对其分析归纳如表1所示。正如前文提到的，在月球上就地开发、提纯添加剂不切实际，而从地球运输的成本又很高，并且超高真空与大温差环境对材料的稳定性存在考验，所以硫磺混凝土和使用它进行制造的轮廓工艺在月球上的应用难度较大。此外，由于月球表面低重力和超高真空的特点，任何需要用到液体材料进行月面试验的工程，如D-shape工艺、“油墨”3D打印等，均难以开展。使用直接烧结的方法实现完全就地取材制造结构件，则可以规避这类问题。不仅如此，从工程设备的体量、能耗角度等考虑，轮廓工艺、D-shape等大型设备的应用存在一定的问题，而激光3D打印机具有质量轻、体积小、能量转化率高等优势，并且具有可直接、快速制造形状复杂结构的优点。因此，激光3D打印技术在月球基地建设方面的应用前景十分广阔。当然，从节能的角度来说，未来月面太阳光束的利用技术及设备更加成熟后，直接会聚太阳光进行月壤3D打印可能会更具优势。此外，微波烧结技术工艺、机理的进一步发展，也可能带来月壤成型技术的改革。然而，在当前技术发展情况下，激光3D打印技术可能是更适合月壤就地成型的方案。