Stampa 3D di parti metalliche sulla Luna: progressi nella produzione lunare

Jun 24, 2023

La produzione additiva, nota anche come stampa 3D, sta guadagnando costantemente terreno in vari settori poiché la tecnologia continua a migliorare. Un’area in cui ha un grande potenziale è l’esplorazione spaziale, in particolare per gli sforzi di utilizzo delle risorse in situ (ISRU). L’Agenzia spaziale europea (ESA) sostiene la ricerca in questo campo, finanziando il lavoro dell’azienda austriaca Incus per sviluppare una soluzione di stampa 3D in grado di stampare parti metalliche sulla Luna.

Il processo di produzione del metallo dal minerale lunare richiede energia e tempo, il che non è fattibile nei primi scenari di esplorazione lunare. Riciclare il metallo esistente è un approccio più semplice. Incus utilizza una tecnica chiamata LMM (Litography-based Metal Manufacturing), che prevede la combinazione di polvere metallica con un agente legante e la polimerizzazione della miscela utilizzando la luce ultravioletta. La miscela risultante viene quindi sinterizzata per creare parti metalliche complete, riducendo al minimo gli sprechi rispetto ai tradizionali processi di produzione sottrattiva.

Tuttavia, la polvere lunare rappresenta una sfida per questo processo. La polvere lunare è nota per la sua viscosità e può interferire con la polimerizzazione e il legame delle parti metalliche stampate. Diventa particolarmente problematico per i progetti di riciclaggio che utilizzano metallo proveniente da rover e pannelli solari, poiché sono esposti alla polvere lunare per lunghi periodi. Pulire accuratamente tali componenti prima del riciclaggio non è pratico. Incus ha condotto una ricerca sponsorizzata dall'ESA, utilizzando titanio nuovo e riciclato mescolato con percentuali variabili di polvere lunare per valutare l'impatto sul processo di stampa.

Sorprendentemente, i risultati sono stati positivi. Sebbene le elevate concentrazioni di polvere di polvere lunare influenzino la viscosità delle parti stampate, la regolazione del rapporto legante/polvere ha garantito che le parti soddisfacessero gli standard di porosità richiesti. Tuttavia, è necessario ulteriore lavoro per esplorare la stampa di altri tipi di materiali, come ferro/acciaio, e per determinare se concentrazioni più elevate di polvere lunare richiedano ulteriori processi di filtrazione per il riciclaggio. L'ESA intende continuare a sostenere Incus e i suoi partner per far avanzare ulteriormente le capacità di produzione lunare.

Questi progressi nella stampa 3D di parti metalliche sulla Luna hanno implicazioni significative per le future missioni spaziali e la creazione di basi lunari. Utilizzando le risorse locali e riducendo la dipendenza dalle forniture terrestri, le agenzie spaziali possono migliorare la sostenibilità e l’autosufficienza nell’esplorazione spaziale.