Le projet Incus est prometteur pour l'impression 3D de pièces métalliques sur la Lune

La société d'ingénierie autrichienne et l'OEM Incus ont achevé leur projet commun de 18 mois qui explore les possibilités de l'impression 3D et du flux de travail zéro déchet dans l'environnement lunaire.

Ce projet est le fruit d'un effort d'équipe impliquant l'Agence spatiale européenne (ESA), OHB System AG et Lithoz. Soutenu par l'ESA et coordonné par OHB System AG, l'objectif était d'étudier s'il était possible d'utiliser des déchets métalliques trouvés sur la Lune (comme des débris de missions spatiales précédentes ou d'anciens satellites) pour produire des pièces imprimées en 3D de haute qualité en utilisant le Méthode de fabrication de métaux basée sur la lithographie (LMM). Cela contribuerait à améliorer les établissements humains sur la Lune. Le projet a également envisagé la possibilité d'une contamination par le sol lunaire en utilisant un matériau de substitution (régolithe lunaire) qui imite la composition du sol lunaire.

Le projet vise un habitat d'impression 3D sur la base de la Lune similaire à celui de la Terre, prenant en compte une gravité réduite et une protection contre les radiations. Les modifications souhaitées pour l’imprimante 3D consistaient principalement à réduire au minimum sa taille et son poids. « Compte tenu du défi que représente le retour des humains sur la Lune et la construction d’une base, le sujet de l’utilisation des ressources in situ (ISRU) prend un essor considérable. Des projets comme celui-ci, récemment réalisés par Incus et ses partenaires, démontrent que les méthodes de fabrication comme le LMM sont de très bons candidats pour soutenir un tel effort », a déclaré le Dr Martina Meisnar, ingénieure en matériaux et procédés à l'ESA.

Impression 3D durable sur la Lune

L’utilisation des ressources lunaires et le recyclage des déchets métalliques sont essentiels pour une base lunaire durable. Pour y parvenir, la méthode LMM a été choisie en raison de sa capacité à imprimer en 3D à partir de déchets métalliques recyclés tout en garantissant sécurité et facilité lors de l'impression et du post-traitement. La fabrication additive lunaire est confrontée aux défis liés au rude environnement lunaire, notamment à l’atmosphère, à la gravité, à la température, aux radiations et à la contamination potentielle. Cependant, la solution d'impression 3D d'Incus, Hammer Lab35, a réussi à imprimer en 3D des pièces de haute qualité en utilisant de la poudre de titane recyclée avec une résistance comparable aux pièces en titane moulées par injection de métal (1 000-1 050 MPa).

En employant cette approche, un flux de travail durable sans gaspillage a été encouragé, affirme l'entreprise. De plus, le projet a donné la priorité à la création d'un liant écologique et à l'amélioration des méthodes de pré- et post-traitement pour l'impression 3D et au test de différents prototypes adaptés aux futures applications lunaires. Les résultats de ce projet revêtent une importance considérable pour l’établissement de bases lunaires durables et l’avancement de l’exploration spatiale.

« Ce projet a prouvé que la technologie LMM est capable d'utiliser de la poudre recyclée comme matière première et de fournir un flux de travail durable sans déchet », a déclaré le PDG d'Incus, le Dr Gerald Mitteramskogler. "Nous espérons que de nouveaux développements dans les technologies de recyclage des métaux ouvriront la voie à des matériaux métalliques dotés de processus de frittage plus adaptés à l'environnement lunaire."

La fabrication additive va au-delà de la Terre

La société d'impression 3D de construction basée au Texas, ICON, a remporté un contrat de 57,2 millions de dollars de la NASA pour développer un système de construction hors du monde. Ce contrat faisait partie de la phase III du programme SBIR (Small Business Innovation Research) de la NASA et a permis à ICON de s'appuyer sur ses travaux antérieurs dans le cadre du projet Olympus. ICON affirme avoir reçu près de 60 millions de dollars pour soutenir ses avancées dans la mission. Dans le cadre du projet, ICON a collaboré avec les cabinets d'architecture BIG et SEArch+ pour développer une nouvelle machine capable d'imprimer en 3D des structures lunaires permanentes à l'aide du régolithe lunaire.

Auparavant, une plateforme de lancement et d'atterrissage imprimable en 3D et réutilisable pour les missions lunaires avait été développée par une équipe d'étudiants de premier cycle de dix collèges et universités américains, tous membres de la génération Artemis de la NASA. Appelé Lunar Plume Alleviation Device (Lunar PAD), le concept impliquait de résoudre un problème de longue date rencontré lors des brûlages à l’atterrissage. Ces brûlures provoquaient souvent le déplacement des gaz d'échappement du moteur vers la poussière lunaire, entraînant des turbulences. Pour relever ce défi, l'équipe a développé une nouvelle géométrie interne pour le Lunar PAD, rappelant un mandala, afin de rediriger la poussière lunaire dans un flux contrôlé et laminaire. Cette conception visait à minimiser l’intensité des tempêtes de poussière généralement déclenchées par les alunissages. Notamment, le Lunar PAD a été spécialement conçu pour l’impression 3D à l’aide du régolithe lunaire disponible.