3D-печать металлических деталей на Луне: достижения в лунном производстве

Jun 24, 2023

Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, неуклонно набирает обороты в различных отраслях, поскольку технологии продолжают совершенствоваться. Одной из областей, где он имеет большой потенциал, является исследование космоса, особенно в области использования ресурсов на месте (ISRU). Европейское космическое агентство (ЕКА) поддерживает исследования в этой области, финансируя работу австрийской компании Incus по разработке решения для 3D-печати, способного печатать металлические детали на Луне.

Процесс производства металла из лунной руды требует энергии и времени, что невозможно в сценариях ранних исследований Луны. Переработка существующего металла является более простым подходом. Incus использует технологию под названием «Производство металлов на основе литографии» (LMM), которая включает в себя объединение металлического порошка со связующим веществом и отверждение смеси с помощью ультрафиолетового света. Полученную смесь затем спекают для создания готовых металлических деталей, сводя к минимуму отходы по сравнению с традиционными субтрактивными производственными процессами.

Однако лунная пыль представляет собой проблему для этого процесса. Лунная пыль известна своей липкостью и может помешать отверждению и скреплению напечатанных металлических деталей. Это становится особенно проблематичным для проектов по переработке, в которых используется металл марсоходов и солнечных батарей, поскольку они подвергаются воздействию лунной пыли в течение длительного времени. Тщательная очистка таких компонентов перед переработкой нецелесообразна. Компания Incus провела исследование, спонсируемое ЕКА, используя как новый, так и переработанный титан, смешанный с различным процентным содержанием лунной пыли, чтобы оценить влияние на процесс печати.

На удивление, результаты оказались положительными. Хотя высокие концентрации порошка лунной пыли влияли на вязкость напечатанных деталей, корректировка соотношения связующего и порошка обеспечивала соответствие деталей требуемым стандартам пористости. Однако необходима дальнейшая работа по изучению печати на других типах материалов, таких как железо/сталь, и для определения того, требуют ли более высокие концентрации лунной пыли дополнительных процессов фильтрации для переработки. ЕКА намерено продолжать поддерживать Incus и ее партнеров в дальнейшем развитии возможностей лунного производства.

Эти достижения в области 3D-печати металлических деталей на Луне имеют важное значение для будущих космических миссий и создания лунных баз. Используя местные ресурсы и уменьшая зависимость от поставок с Земли, космические агентства могут повысить устойчивость и самодостаточность в освоении космоса.