Il progetto Incus è promettente per la stampa 3D di parti metalliche sulla Luna

La società di ingegneria austriaca e OEM Incus hanno completato il loro progetto congiunto di 18 mesi che esplora le possibilità della stampa 3D e del flusso di lavoro a rifiuti zero nell’ambiente lunare.

Questo progetto è stato un lavoro di squadra che ha coinvolto l'Agenzia spaziale europea (ESA), OHB System AG e Lithoz. Supportato dall'ESA e coordinato da OHB System AG, l'obiettivo era quello di indagare se sia possibile utilizzare scarti metallici trovati sulla Luna (come detriti di precedenti missioni spaziali o vecchi satelliti) per produrre parti stampate in 3D di alta qualità utilizzando il metodo Metodo di produzione di metalli basato sulla litografia (LMM). Ciò contribuirebbe a migliorare gli insediamenti umani sulla Luna. Il progetto ha considerato anche la possibilità di contaminazione da parte del suolo lunare utilizzando un materiale sostitutivo (regolite lunare) che imita la composizione del suolo lunare.

Il progetto mira a creare un habitat di stampa 3D sulla base lunare simile a quello terrestre, che possa ospitare gravità ridotta e protezione dalle radiazioni. Le modifiche desiderate per la stampante 3D riguardavano principalmente la riduzione al minimo delle sue dimensioni e del suo peso. “Considerando la sfida di riportare gli esseri umani sulla Luna e costruire una base, il tema dell’utilizzo delle risorse in situ (ISRU) sta guadagnando uno slancio significativo. Progetti come questo, recentemente completati da Incus e dai partner del progetto, dimostrano che metodi di produzione come LMM sono ottimi candidati per supportare tale impresa”, ha affermato la Dott.ssa Martina Meisnar, Ingegnere dei materiali e dei processi presso l’ESA.

Stampa 3D sostenibile sulla Luna

L’utilizzo delle risorse lunari e il riciclaggio dei rottami metallici sono vitali per una base lunare sostenibile. Per raggiungere questo obiettivo, è stato scelto il metodo LMM per la sua capacità di stampare in 3D utilizzando rifiuti metallici riciclati, garantendo sicurezza e facilità durante la stampa e la post-elaborazione. La produzione additiva lunare deve affrontare le sfide derivanti dal duro ambiente lunare, tra cui atmosfera, gravità, temperatura, radiazioni e potenziale contaminazione. Tuttavia, la soluzione di stampa 3D di Incus, Hammer Lab35, ha stampato con successo parti di alta qualità in 3D utilizzando polvere di titanio riciclato con resistenza paragonabile alle parti in titanio stampate a iniezione di metallo (1000-1050 MPa).

Utilizzando questo approccio, è stato incoraggiato un flusso di lavoro sostenibile senza sprechi, afferma l’azienda. Inoltre, il progetto ha dato priorità alla creazione di un legante ecologico e al miglioramento dei metodi di pre e post-elaborazione per la stampa 3D e testando diversi prototipi adatti per future applicazioni lunari. I risultati di questo progetto hanno un significato sostanziale per la creazione di basi lunari sostenibili e il progresso dell’esplorazione spaziale.

"Questo progetto ha dimostrato che la tecnologia LMM è in grado di utilizzare polvere riciclata come materia prima e fornire un flusso di lavoro sostenibile a zero rifiuti", ha affermato il CEO di Incus, Dr. Gerald Mitteramskogler. “Ci aspettiamo che ulteriori sviluppi nelle tecnologie di riciclaggio dei metalli apriranno la strada a materiali metallici con processi di sinterizzazione più consolidati per l’ambiente lunare”.

La produzione additiva va oltre la Terra

L’azienda di stampa 3D di costruzione ICON con sede in Texas si è aggiudicata un contratto da 57,2 milioni di dollari dalla NASA per sviluppare un sistema di costruzione fuori dal mondo. Questo contratto faceva parte della Fase III del programma Small Business Innovation Research (SBIR) della NASA e ha consentito a ICON di sviluppare il suo lavoro precedente nell'ambito del Progetto Olympus. ICON afferma di aver ricevuto quasi 60 milioni di dollari per sostenere i suoi progressi nella missione. Nell’ambito del progetto, ICON ha collaborato con gli studi di architettura BIG e SEArch+ per sviluppare una nuova macchina in grado di stampare in 3D strutture lunari permanenti utilizzando la regolite lunare.

In precedenza, un team di studenti universitari provenienti da dieci college e università statunitensi, tutti membri della Artemis Generation della NASA, aveva sviluppato una piattaforma di lancio e atterraggio riutilizzabile e stampabile in 3D per le missioni lunari. Denominato Lunar Plume Alleviation Device (Lunar PAD), il concetto prevedeva di affrontare un problema di lunga data riscontrato durante le ustioni dell'atterraggio. Queste ustioni spesso facevano sì che lo scarico del motore disturbasse la polvere lunare sciolta, provocando turbolenze. Per affrontare questa sfida, il team ha sviluppato una nuova geometria interna per il Lunar PAD, che ricorda un mandala, per reindirizzare la polvere lunare in un flusso laminare e controllato. Questo progetto mirava a ridurre al minimo l'intensità delle tempeste di polvere tipicamente innescate dagli atterraggi lunari. In particolare, il Lunar PAD è stato progettato specificamente per la stampa 3D utilizzando la regolite lunare disponibile.