Recyclage des métaux dans l'espace : Incus trace une nouvelle voie en matière d'impression 3D pour la vie lunaire

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Dans le cadre d'une avancée passionnante pour l'impression 3D dans l'espace, Incus, une émanation dynamique de Lithoz, a conclu avec succès un projet de 18 mois démontrant comment la fabrication métallique basée sur la lithographie (LMM) pourrait bien être l'avenir de la vie durable sur la Lune. En collaboration avec l'Agence spatiale européenne (ESA), OHB System et la société mère Lithoz, Incus s'est plongé dans le domaine de l'impression 3D et des processus zéro déchet dans un environnement qui ne ressemble à aucun autre sur Terre : la surface lunaire.

Basée à Vienne, en Autriche, Incus est à la pointe de la fabrication additive métallique (FA) haute performance. Sa technologie LMM révolutionnaire imprime avec des déchets métalliques recyclés et constitue un candidat prometteur pour les processus durables dans des conditions lunaires difficiles. Le projet commun vise à transformer les déchets et ressources lunaires en pièces imprimées de haute qualité, permettant ainsi la production de pièces de rechange directement sur la Lune. Cette stratégie s'aligne sur un concept connu sous le nom d'utilisation des ressources in situ (ISRU), qui vise à exploiter les matériaux disponibles dans l'espace pour soutenir les missions en cours, telles que la création de carburant, de matériaux de construction ou, dans ce cas, la fabrication de pièces de rechange. En exploitant ce qui est facilement disponible, les équipages spatiaux pourraient réduire considérablement le coût et la complexité des missions spatiales, ouvrant ainsi la voie à une présence humaine durable au-delà de la Terre.

Pièces imprimées ESA

« Imaginez transformer ce qui est essentiellement un déchet lunaire en ressources précieuses. Ce projet nous a montré qu'il est non seulement possible mais aussi pratique d'utiliser la technologie LMM. Il utilise de la poudre recyclée comme matière première et fournit un flux de travail durable sans déchet », a déclaré Gerald Mitteramskogler, PDG d'Incus, anticipant de nouveaux progrès dans les technologies de recyclage des métaux pour l'environnement lunaire.

Face aux obstacles difficiles liés au rude environnement lunaire - notamment son atmosphère et sa gravité clairsemées, ses températures extrêmes, ses radiations et sa potentielle contamination par la poussière lunaire - la solution d'impression 3D d'Incus, Hammer Lab35, s'est montrée à la hauteur. En utilisant de la poudre de titane recyclée pour l'impression, les pièces résultantes présentaient une résistance comparable aux normes des pièces en titane moulées par injection de métal.

Le Hammer Lab35 d'Incus, un exemple puissant de la technologie LMM, occupait le devant de la scène. Initialement lancé chez Formnext en 2019, il a depuis été en développement constant, ses performances étant soigneusement observées et testées dans diverses institutions, comme l'Institut des métaux précieux et technologiques de l'Université de Pforzheim. Ses capacités s'étendent à une résolution fine des détails, une excellente esthétique de surface et des propriétés mécaniques robustes pour des pièces de taille inférieure à 200 g. Il offre également une vitesse d’impression allant jusqu’à 100 cm cubes par heure et une résolution latérale de 35 microns (µm), ce qui en fait un outil idéal pour la fabrication sur la Lune.

Marteau Incus Lab35

Dans le cadre des avancées du projet, la technologie LMM a démontré la capacité d'imprimer à partir de ferraille en utilisant une matière première pré-mélangée, évitant ainsi le besoin de poudre libre et de structures de support, et annonçant un flux de travail respectueux de l'environnement et sans déchets. Le projet comprenait de manière ambitieuse le développement d'un classeur vert et l'optimisation des étapes de pré- et post-traitement pour imprimer et tester divers démonstrateurs pour de futures applications lunaires.

Martina Meisnar, ingénieure en matériaux et procédés à l'ESA, a souligné que le scénario optimal du projet pour l'habitat d'impression 3D sur la base lunaire est similaire à celui sur Terre, avec une gravité réduite et une protection contre les rayonnements de qualité humaine. Elle a ajouté : « Compte tenu du défi que représente le retour des humains sur la Lune et la construction d’une base, l’ISRU prend un élan considérable. Récemment réalisés par Incus et les partenaires du projet, des projets comme celui-ci illustrent que les méthodes de fabrication comme le LMM sont des candidats prometteurs pour soutenir un tel effort.

Processus de fabrication des métaux basé sur la lithographie

"Grâce à cette collaboration fructueuse, nous avons montré que les techniques de FA basées sur la lithographie sont parmi les candidates les plus prometteuses pour permettre à l'impression 3D dans l'espace de devenir une réalité à l'avenir", a conclu Martin Schwentenwein, responsable du développement des matériaux chez Lithoz.