内布拉斯加大学林肯分校和普渡大学的研究团队近日概述了在太空环境中使用粉末基增材制造的关键技术障碍，重点关注微重力、真空和极端温度条件下的原料表征。太空增材制造的两个主要原料来源被确定为月球风化层和回收的轨道碎片，为利用月球尘埃进行地外制造提供了研究基础。

将材料送入太空的成本较高，SpaceX猎鹰9号2024年发射的每公斤携带成本为12,682美元，加上NASA阿尔忒弥斯任务等将人类送上月球的长期目标，推动了利用月球尘埃等原位资源的方案研究。近期还进行了使用模拟月球土壤在激光3D打印过程中制造耐用、耐热结构的测试，验证了相关工艺的可行性。

月球风化层天然适合粉末基工艺，90%的颗粒尺寸低于1,000微米。然而，其锯齿状、不规则的形态(由缺乏大气层中的陨石撞击形成)与地球增材制造系统中使用的球形粉末相比，使流动性和堆积密度变得复杂。火星风化层还含有高氯酸盐化合物和水合矿物，可能影响制造安全性。轨道碎片则提供了金属原料来源，需经过多阶段回收路径处理后使用。

环境因素对粉末行为有显著影响。微重力下，范德华粒子间力在更大粒径范围内占主导，增加堵塞和团聚风险。月球表面温度范围从−250到250ºC，通过改变颗粒形状、屈服强度和摩擦带电进一步影响流动性。在评估的粉末生产方法中，电解被确定为最适合太空应用的方法，因为它依赖电力且独立于重力。研究人员还确定动态图像分析和电感应区测量是微重力条件下最有前景的表征技术。