Incus聯(lián)手ESA、Lithoz推出基于光刻的金屬增材制造技術，適用于月球環(huán)境

2023年7月12日，南極熊獲悉，基于光刻技術的金屬制造（LMM）解決方案的領先供應商Incus公司成功完成了與歐洲航天局（ESA）、OHB System AG和Lithoz GmbH為期18個月的聯(lián)合項目，以測試3D打印和零廢物工作流程在月球環(huán)境中的潛力。

這項聯(lián)合項目由 ESA 贊助，由Incus 和 Lithoz GmbH 在作為主承包商的OHB System AG 的協(xié)調下開發(fā)，旨在研究處理月球廢金屬（可能從舊任務或舊衛(wèi)星的碎片中回收）以生產高純度月球廢金屬的可行性。項目計劃通過使用增材制造（AM），主要是基于光刻技術的金屬增材制造來打印高質量的零件，同時還考慮到使用月球風化層模擬物可能造成的原位污染。

該項目的目標是開發(fā)一種可持續(xù)的工藝，利用月球資源和回收的廢金屬（最終被月球塵埃污染）在現(xiàn)場生產備件，從而幫助和改善人類在月球上的棲息環(huán)境。成功利用月球資源和回收廢金屬對于創(chuàng)建可持續(xù)的月球基地至關重要。基于平版印刷的金屬制造因其能夠利用回收的金屬廢料進行打印以及在打印和后處理過程中的簡便性和安全性而被選中。

月球增材制造面臨的最大挑戰(zhàn)是惡劣的月球環(huán)境，包括大氣、重力、溫度、輻射以及月球塵埃的潛在污染。然而，Incus 3D 打印解決方案 Hammer Lab35 能夠打印回收的鈦粉末，同時保持適當?shù)牧慵|量。生產的零件表現(xiàn)出高水平的強度，可與金屬注塑鈦零件標準 (1000-1050 MPa) 相媲美。

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該項目中使用的 LMM 技術可以使用預混合原料從廢金屬中進行打印，無需游離和松散的粉末，也不需要任何支撐結構，從而提供可持續(xù)的零浪費工作流程。該項目還包括開發(fā)綠色粘合劑以及優(yōu)化預處理和后處理步驟，以打印和測試未來月球應用的不同演示構件。

此次項目的成果對太空探索的未來和可持續(xù)月球基地的發(fā)展具有重要意義。Incus 首席執(zhí)行官 Gerald Mitteramskogler 博士說道：“這個項目已經(jīng)證明，LMM 技術能夠使用回收粉末作為原料，并提供可持續(xù)的零廢物工作流程。我們預計金屬回收技術的進一步發(fā)展將為月球環(huán)境中具有更穩(wěn)定的燒結工藝的金屬材料開辟道路。”

項目中提及的月球基地3D打印棲息地的最佳方案與地球上的棲息地相當，重力減小，輻射屏蔽符合人體等級，確保除了3D打印機的尺寸、質量和體積減小外，無需進行重大修改或重新設計。ESA 材料和工藝工程師 Martina Meisnar 博士強調說：“考慮到將人類帶回月球并建立基地的挑戰(zhàn)，就地資源利用（ISRU）的話題正在獲得巨大的動力。Incus 和項目合作伙伴最近完成的此類項目表明，像LMM這樣的制造方法是支持這種努力方向的非常好的候選方案。”

Lithoz 材料開發(fā)主管Martin Schwentenwein 博士總結道：“這次成功的合作表明，基于光刻的增材制造技術是未來太空 3D 打印成為現(xiàn)實的最有希望的候選技術之一?！?/div>

OHB項目系統(tǒng)工程師FrancescoCaltavituro表示：“使用當?shù)卦虑蛸Y源以及回收舊航天器對于可持續(xù)且獨立于地球的月球基地至關重要。通過這個項目，證明了LMM技術能夠使用回收的粉末來源作為原料。此外，事實證明，使用月球風化層模擬物對粉末源的污染是可以控制的，特別是從打印過程的角度來看?？紤]到這些方面，以及已經(jīng)預見和預期的未來挑戰(zhàn)，即將進行的研究和開發(fā)將能夠繼續(xù)并進一步開辟最終擺脫對地球依賴的可持續(xù)月球定居點的道路。”