阿肯色大学3D打印月壤互锁砌块,无需粘结剂直接激光烧结
美国阿肯色大学的研究人员最近把月壤模拟物3D打印成了互锁的建筑砌块,一滴粘结剂都没用,靠激光粉末床熔融直接让粉末自己烧结在一起。

这项研究发表在《NPJ Advanced Manufacturing》期刊上。团队的目标挺直接,利用月球表面本来就有的材料在月球上开展建造,这样NASA从地球运往月球的货物量就能少很多。
那为什么非得甩开粘结剂?
早期的尝试都绕不开粘结剂,而粘结剂必须从地球运过去。运费和难度摆在那里,逼着人往「能不能不用」的方向想。
阿肯色大学表示,该团队首次证明,月壤模拟物无需粘结剂,用相对低功率的光源也能直接烧结成可重构的建筑砌块。

「它没有与任何其他物质结合。月壤粉末是自身与自身结合,」科尔·麦卡勒姆说。他当时是阿肯色大学的本科生,也是这项研究的第一作者。
实验用的材料是月球高地月壤模拟物LHS-1,市面上买得到,配方模拟的是阿波罗任务期间采集回来的样品。
打印出来的砌块宽几厘米,做成十字形和H形两种形状,能拼在一起形成更大的结构。
代价也很明显,纯月壤部件比加了粘结剂打印的物体孔隙率更高,结构强度也更低。
它确实不够结实。
「我们正在制造的这些结构可以自支撑,」麦卡勒姆说,「但我目前还不敢说,我们的工艺能用于承受其他载荷的场合。」
研究的资深作者是阿肯色大学机械工程助理教授Wan Shou。他说,还需要进一步研究,才能了解这个工艺在微重力和真空环境中的表现。
有一点很明确,这些砖块必须把力学性能提上去,才有可能实际投入使用。
麦卡勒姆在本科学习初期就进了Shou的实验室。「他坚信本科生应该更多地参与研究,」麦卡勒姆说。他今年5月毕业,拿到了机械工程和物理学学位。
作为首届拉法耶特学者(Lafayette Fellow),他前往法国图卢兹的法国国立高等航空航天学院(ISAE-SUPARO)攻读航空航天工程。


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