编者：中喷网 墨宸
深空探测时代，月球原位建造是人类建立月球基地、开展长期深空探索的核心关键，但极端的月面环境始终制约着3D打印建造技术的落地应用。近日，东南大学联合合作机构取得重磅技术突破，研发出紫外辅助直接墨水书写新型打印工艺与光热硬化复合材料（PTHC），创新性提出“UV表层固化+深层热固化”的双模式成型方案，成功实现月球场景下无支撑结构3D打印，彻底破解了传统月球建造技术的诸多痛点，为月球自主无人建造提供了全新可行路径。
长期以来，月球3D打印建造陷入“两难困境”，现有技术方案均存在明显短板，难以适配月面真空、低重力、温差剧烈的极端环境。传统水性水泥、地聚合物打印材料，在月球真空环境中会快速挥发内部成分，无法稳定成型；而固化速度缓慢的打印材料，必须依赖模板、支撑结构才能成型悬垂、曲面、悬臂等复杂构型，极大增加了月球建造的设备复杂度与施工成本。
另一主流的月壤烧结打印技术，虽规避了液态粘合剂挥发问题，却需要1000摄氏度以上的超高温烧结条件，能耗极高。在月球能源供给有限、发电设备运维难度大的现状下，该技术难以规模化落地，无法满足大型月球建筑的建造需求。多重技术壁垒，让高效、低成本、无人化的月球原位建造一直难以从理论走向实践。
在打印作业过程中，材料从喷嘴挤出的瞬间，365纳米紫外光会精准照射材料表层，仅用5秒即可固化形成一层致密的高强度承重外壳。这层“UV皮肤”不仅能快速锁定打印丝状物的形态，杜绝结构坍塌，还能有效阻隔月球真空环境，防止材料内部液态成分挥发，解决了传统材料真空失效的核心问题。经实验验证，5秒紫外固化形成的表层外壳，足以稳定支撑后续30层材料的叠加打印，成型稳定性大幅提升。
性能测试数据显示，该新型复合材料展现出极强的力学性能，高月壤填充比例下，抗压强度可达166 MPa，抗弯强度达72 MPa，完全满足月球建筑的结构承载需求。在成型能力上，团队已成功打印出40厘米无支撑水平悬臂梁、弹簧、曲面构件、螺旋球形晶格等复杂结构，且40厘米的成型长度仅受实验室打印机行程限制，并非材料性能瓶颈。机械模型预测，该工艺可实现最大4米长度的悬臂梁稳定成型，实验装置优化后已可实现1米级无支撑悬臂结构打印，复杂构型成型能力遥遥领先传统月球打印技术。
目前该技术仍存在部分优化空间，实验发现打印构件尺寸越大，成型偏差越明显。2毫米、4毫米小尺寸打印珠偏差可控制在5.2%以内，但8毫米大尺寸构件偏差可达35%，核心原因是大尺寸材料在UV外壳完全成型前易出现下垂。研究团队表示，可通过优化紫外灯照射强度、时长改善该问题，同时月球六分之一的低重力环境，也能进一步弱化材料下垂问题，提升大尺寸构件成型精度。
专家表示，此次东南大学团队的技术突破，跳出了传统月球3D打印的技术桎梏，以低成本、低能耗、高稳定性的方案解决了无支撑复杂结构成型难题，为未来月球基地建设、深空基础设施搭建奠定了坚实的技术基础，是深空原位制造领域的重要里程碑成果。
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