宇宙での金属リサイクル: Incus が月面生活のための 3D プリントの新たな道筋を描く

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宇宙での 3D プリンティングのエキサイティングな飛躍において、Lithoz のダイナミックな分社である Incus は、リソグラフィーベースの金属製造 (LMM) がまさに月面での持続可能な生活の未来となり得ることを実証する 18 か月のプロジェクトを無事に終了しました。 Incus は、欧州宇宙機関 (ESA)、OHB System、および親会社 Lithoz と協力して、地球上のどの環境ともまったく異なる環境、つまり月面での 3D プリンティングと廃棄物ゼロ プロセスの領域を掘り下げました。

オーストリアのウィーンに拠点を置く Incus は、高性能金属積層造形 (AM) の最前線にいます。 その革新的な LMM テクノロジーは、リサイクルされた金属廃棄物を使用して印刷し、過酷な月の条件下での持続可能なプロセスの有望な候補です。 この共同プロジェクトは、月のスクラップ金属と資源を高品質の印刷部品に変え、それによって月面で直接スペア部品を生産できるようにすることを目的としています。 この戦略は、宇宙で利用可能な物質を活用して、燃料、建築資材、この場合はスペアパーツの製造など、進行中のミッションをサポートすることを目的とした現場資源利用 (ISRU) として知られる概念と一致しています。 すぐに入手できるものを活用することで、宇宙乗組員は宇宙ミッションのコストと複雑さを大幅に削減し、地球外での人類の継続的な存在への道を開くことができます。

ESA プリント部品

「本質的に月のゴミであるものを貴重な資源に変えることを想像してみてください。 このプロジェクトは、LMM テクノロジーの使用が可能であるだけでなく、実用的であることを示しました。 原材料にリサイクルされた粉末を使用し、持続可能な廃棄物ゼロのワークフローを提供します」と Incus CEO の Gerald Mitteramskogler 氏は述べ、月面環境のための金属リサイクル技術のさらなる進歩を期待しています。

希薄な大気と重力、極端な温度、放射線、月の塵による汚染の可能性など、月の過酷な環境による困難な障害に直面する中、Incus の 3D プリンティング ソリューション、Hammer Lab35 がこの状況に立ち向かいました。 再生チタン粉末を印刷に使用することで、金属射出成形チタン部品と同等の強度を実現しました。

中心的な役割を果たしたのは、LMM テクノロジーの強力な例である Incus の Hammer Lab35 でした。 2019 年に Formnext で最初に発売されて以来、継続的に開発が続けられ、そのパフォーマンスはプフォルツハイム大学貴金属研究所などのさまざまな機関で熱心に観察およびテストされています。 その機能は、200g 未満の部品サイズの微細なフィーチャー解像度、優れた表面美学、および堅牢な機械的特性にまで拡張されます。 また、毎時最大 100 立方センチメートルの印刷速度と 35 ミクロン (μm) の横方向解像度を誇り、月での製造に理想的なツールとなっています。

インカスハンマーLab35

プロジェクトの進歩の一環として、LMM テクノロジーは、事前に混合した原料を使用してスクラップ金属から印刷する能力を実証し、ルースパウダーやサポート構造の必要性を回避し、環境に優しく無駄のないワークフローを先導しました。 このプロジェクトには、環境に優しいバインダーの開発と、将来の月への応用に向けたさまざまなデモンストレーターを印刷およびテストするための前処理および後処理ステップの最適化が野心的に含まれていました。

ESAの材料・プロセスエンジニアであるマルティナ・マイスナール氏は、月面基地での3Dプリント生息地に関するプロジェクトの最適なシナリオは、重力が軽減され、人間レベルの放射線遮蔽が備わっている地球上のものと似ていると強調した。 彼女はさらに、「人類を月に帰還させ、基地を建設するという課題を考慮すると、ISRUは大きな勢いを増しています。 Incus とプロジェクトパートナーによって最近完成したこのようなプロジェクトは、LMM のような製造方法がそのような取り組みをサポートする有望な候補であることを示しています。」

リソグラフィーベースの金属製造プロセス

「この成功したコラボレーションを通じて、私たちはリソグラフィーベースの AM 技術が将来宇宙での 3D プリンティングを実現するための最も有望な候補の 1 つであることを示しました」と Lithoz の材料開発責任者 Martin Schwentenwein 氏は結論付けました。