Incus聯(lián)手ESA、Lithoz推出基于光刻的金屬增材制造技術(shù)，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(shù)的金屬制造（LMM）解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)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(gè)月的聯(lián)合項(xiàng)目，以測(cè)試3D打印和零廢物工作流程在月球環(huán)境中的潛力。

這項(xiàng)聯(lián)合項(xiàng)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(diào)下開(kāi)發(fā)，旨在研究處理月球廢金屬（可能從舊任務(wù)或舊衛(wèi)星的碎片中回收）以生產(chǎn)高純度月球廢金屬的可行性。項(xiàng)目計(jì)劃通過(guò)使用增材制造（AM），主要是基于光刻技術(shù)的金屬增材制造來(lái)打印高質(zhì)量的零件，同時(shí)還考慮到使用月球風(fēng)化層模擬物可能造成的原位污染。

該項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)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(chǎng)生產(chǎn)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(duì)于創(chuàng)建可持續(xù)的月球基地至關(guān)重要?；谄桨嬗∷⒌慕饘僦圃煲蚱淠軌蚶没厥盏慕饘?gòu)U料進(jìn)行打印以及在打印和后處理過(guò)程中的簡(jiǎn)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(shí)保持適當(dāng)?shù)牧慵|(zhì)量。生產(chǎn)的零件表現(xiàn)出高水平的強(qiáng)度，可與金屬注塑鈦零件標(biāo)準(zhǔn) (1000-1050 MPa) 相媲美。

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該項(xiàng)目中使用的 LMM 技術(shù)可以使用預(yù)混合原料從廢金屬中進(jìn)行打印，無(wú)需游離和松散的粉末，也不需要任何支撐結(jié)構(gòu)，從而提供可持續(xù)的零浪費(fèi)工作流程。該項(xiàng)目還包括開(kāi)發(fā)綠色粘合劑以及優(yōu)化預(yù)處理和后處理步驟，以打印和測(cè)試未來(lái)月球應(yīng)用的不同演示構(gòu)件。

此次項(xiàng)目的成果對(duì)太空探索的未來(lái)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(shuō)道：“這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)證明，LMM 技術(shù)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(yù)計(jì)金屬回收技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將為月球環(huán)境中具有更穩(wěn)定的燒結(jié)工藝的金屬材料開(kāi)辟道路。”

項(xiàng)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(dāng)，重力減小，輻射屏蔽符合人體等級(jí)，確保除了3D打印機(jī)的尺寸、質(zhì)量和體積減小外，無(wú)需進(jìn)行重大修改或重新設(shè)計(jì)。ESA 材料和工藝工程師 Martina Meisnar 博士強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“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(dòng)力。Incus 和項(xiàng)目合作伙伴最近完成的此類項(xiàng)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(kāi)發(fā)主管Martin Schwentenwein 博士總結(jié)道：“這次成功的合作表明，基于光刻的增材制造技術(shù)是未來(lái)太空 3D 打印成為現(xiàn)實(shí)的最有希望的候選技術(shù)之一?！?/div>

OHB項(xiàng)目系統(tǒng)工程師FrancescoCaltavituro表示：“使用當(dāng)?shù)卦虑蛸Y源以及回收舊航天器對(duì)于可持續(xù)且獨(dú)立于地球的月球基地至關(guān)重要。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，證明了LMM技術(shù)能夠使用回收的粉末來(lái)源作為原料。此外，事實(shí)證明，使用月球風(fēng)化層模擬物對(duì)粉末源的污染是可以控制的，特別是從打印過(guò)程的角度來(lái)看。考慮到這些方面，以及已經(jīng)預(yù)見(jiàn)和預(yù)期的未來(lái)挑戰(zhàn)，即將進(jìn)行的研究和開(kāi)發(fā)將能夠繼續(xù)并進(jìn)一步開(kāi)辟最終擺脫對(duì)地球依賴的可持續(xù)月球定居點(diǎn)的道路?！?/div>