华中科技大学丁烈云院士团队：月壤增材制造综述 丨AMF论文推荐

引用论文

Wucheng Sun, Fen Dang, Yan Zhou, Shifeng Wen, Cheng Zhou, Yusheng Shi, Lieyun Ding. Additive manufacturing of lunar regolith: A review. Additive Manufacturing Frontiers, Volume 4, Issue 3, 2025, 200225.

https://doi.org/10.1016/j.amf.2025.200225.

文章链接：

1研究现状

月壤增材制造是实现月球原位建造的关键技术，目前它主要包括低温沉积成形（材料挤出、粘结剂喷射）和高能束熔融成形（粉末床熔融、定向能量沉积）两大技术路径。前者能耗低，但依赖粘结剂成形，且成形试样真空/辐照服役性能差；后者原位资源利用率高，但存在能耗高、成形试样强度低、孔隙率高等劣势。

2研究难点或瓶颈

月壤矿物多组分、非共熔、非共沸、高粘度等特性导致增材制造过程中材料均匀性调控难，成形后易出现结构缺陷与性能不均匀等；月面真空、低重力及高低温环境，使月壤颗粒输运行为复杂，散热周期长，导致致密化成形参数窗口窄、工艺稳定性差等，目前尚难满足月面建造工程需求。

3展望

针对低温沉积成形，研发新型粘结剂材料，满足真空、辐照服役等抗老化需求。优化低重力下挤出或喷射工艺，实现材料输运和层间高效结合；对于高能束熔融成形，研究真空、低重力下高能束与月壤作用的传热-传质机制，降低温度梯度，减小热应力，减少裂纹、孔洞等缺陷。同时，构建月壤成分-结构-工艺-性能关联模型，研发预处理和后处理技术，实现成形构件耐久性提升，推动月壤增材制造技术工程化应用。

4代表性图片

Fig. 1 Schematic of additive manufacturing technologies of lunar regolith simulants.

Fig. 2. DIW fabrication of (a) extraterrestrial regolith bio-composites [38], (b) matrix transformed lunar regolith showing the reaction scheme for surface dissolution, functionalization, and condensation yielding mineral phases enmeshed in a crosslinked siloxane network incorporating additional multifunctional molecules, (c) alkali-activated geopolymers, and (d) geopolymers with different urea dosages.

Fig. 3. Regolith–geopolymer composites with bioinspired sandwich structures of (a) honeycomb, triangular, wave, rectangular shapes, and (b) corresponding compressive strength measured in different directions.

关于团队

作者团队介绍

丁烈云（团队带头人），中国工程院院士，华中科技大学教授，国家数字建造技术创新中心首席科学家。长期从事数字建造、工程安全理论与技术研究。

周燕（通信作者），华中科技大学副教授，博士生导师，湖北省杰出青年基金获得者、中国科协青年托举人才。主要从事面向太空工程的增材制造材料及工艺研究。主持国家自然科学基金、JKW创新特区项目、国家重点研发计划子课题及省部级科研项目20余项，一作/通讯发表SCI论文60余篇，授权发明专利40余项。成果获省部级技术发明一等奖2项（排1、排3）、二等奖2项（排3、排4）。

团队研究方向

地外建造与太空工程

近年团队发表文章

[1] Zhou C, Gao Y, Zhou Y, She W, Shi Y, Ding L, Miao C. Properties and Characteristics of Regolith-Based Materials for Extraterrestrial Construction. Engineering, 2024, 37:159-181.

[2] Wang Z, Zhou Y, Xiao L, Zhou C, Ding L. Effects of TiO2 content on microstructure, thermal and mechanical properties of microwave sintered lunar regolith simulant. Science China Technological Sciences, 2025, 68, 4:1-16.

[3] Wang Z, Zheng Z, Jiang L, Qin Y, Zhu J, Zhou Y, Xiao L, Zhou C, Ding L. Microwave sintering of HUST-2 lunar highland regolith simulant: Effects on microstructure evolution, mechanical and thermal properties. Construction and Building Materials, 2025, 467.

[4] Dang F, Wang Z, Li Y, Sun W, Zhou Y, Zhou C. Investigation of the melting behavior of laser-melted lunar regolith simulant for in-situ construction. Journal of Materials Research and Technology. 2025, 36:4574-4584

[5] 周诚, 高玉月, 覃文波, 丁烈云. 月球基地建造的发展趋势、战略目标与政策路径. 科学通报, 2025, 1-10

责任编辑：杜蔚杰

责任校对：张 强

审 核： 张 强

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