Incus、ESA、Lithozが月面環境向けのリソグラフィーベースの金属積層造形技術を発表

2023年7月12日、アンタークティックベアは、リソグラフィーベースの金属製造（LMM）ソリューションの大手サプライヤーであるIncusが、欧州宇宙機関（ESA）、OHB System AG、Lithoz GmbHとの18か月の共同プロジェクトを成功裏に完了し、月面環境での3Dプリントと廃棄物ゼロのワークフローの可能性をテストしたことを知りました。

この共同プロジェクトは、ESA が後援し、OHB System AG を主契約者として Incus と Lithoz GmbH が調整して開発したもので、月のスクラップ金属 (古いミッションや古い衛星の破片から回収される可能性がある) を処理して高純度の月のスクラップ金属を生産する可能性を調査することを目的としています。このプロジェクトでは、月面レゴリス模擬物の使用によって引き起こされるその場汚染の可能性も考慮しながら、主にリソグラフィーに基づく金属 AM などの付加製造 (AM) を使用して高品質の部品を印刷する予定です。
このプロジェクトの目標は、月面資源とリサイクルされたスクラップ金属（最終的には月の塵で汚染される）を使用して現地でスペアパーツを製造する持続可能なプロセスを開発し、それによって月面での人類の居住を支援し、改善することです。持続可能な月面基地を建設するには、月面資源の有効活用とスクラップ金属のリサイクルが不可欠です。リソグラフィーベースの金属加工は、リサイクルされた金属廃棄物から印刷できること、および印刷と後処理の容易さと安全性から選択されました。

月面での積層造形が直面する最大の課題は、大気、重力、温度、放射線、そして月の塵による潜在的な汚染など、厳しい月の環境です。しかし、Incus 3D 印刷ソリューション Hammer Lab35 は、適切な部品品質を維持しながらリサイクルされたチタン粉末を印刷することができます。製造された部品は、金属射出成形チタン部品の標準（1000～1050 MPa）に匹敵する高い強度を示します。
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このプロジェクトで使用される LMM テクノロジーにより、自由粉末やルース粉末、サポート構造を必要とせずに、事前に混合された原料を使用してスクラップ金属から印刷できるようになり、持続可能な廃棄物ゼロのワークフローが実現します。このプロジェクトには、グリーンバインダーの開発と、将来の月面アプリケーションのためのさまざまなデモンストレーター構成要素を印刷およびテストするための前処理および後処理手順の最適化も含まれています。
このプロジェクトの結果は、宇宙探査の将来と持続可能な月面基地の開発に重要な意味を持ちます。インカスのCEO、ジェラルド・ミッテラムスコグラー博士は次のように語っています。「このプロジェクトは、LMM技術がリサイクル粉末を原料として使用し、持続可能な廃棄物ゼロのワークフローを提供できることを実証しました。金属リサイクル技術のさらなる開発により、月面環境でより安定した焼結プロセスを備えた金属材料への道が開かれることを期待しています。」

プロジェクトで言及されている月面基地用の 3D プリント居住地の最適ソリューションは、地球上の居住地に匹敵し、重力が低減され、人間のレベルを満たす放射線遮蔽が施されているため、3D プリンターのサイズ、質量、容積の削減以外に大きな変更や再設計は必要ありません。 ESA の材料およびプロセスエンジニアである Martina Meisnar 博士は、次のように強調しました。「人類を再び月に送り、基地を建設するという課題を考えると、その場資源利用 (ISRU) というテーマ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完了したこの種の最近のプロジェクトは、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のに非常に適していることを示しています。」
Lithoz 社の材料開発責任者である Martin Schwentenwein 博士は、次のように結論付けています。「この成功したコラボレーションは、リソグラフィーベースの積層造形が、将来宇宙での 3D プリント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ています。」
OHB プロジェクトシステムエンジニアのフランチェスコカルタヴィトゥーロ氏は、次のように述べています。「持続可能で地球に依存しない月面基地には、現地の月資源の利用と古い宇宙船のリサイクルが不可欠です。このプロジェクトでは、LMM 技術がリサイクルされた粉末源を原料として使用できることが実証されました。さらに、特に印刷プロセスの観点から、月のレゴリス模擬物を使用した粉末源の汚染は制御可能であることが示されました。これらの側面と、予見され予測されている将来の課題を考慮すると、今後の研究開発は継続され、最終的には地球に依存しない持続可能な月面居住地への道をさらに開くことができるでしょう。」

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