Incus联手ESA、Lithoz推出基于光刻的金属增材制造技术，适用于月球环境

2023年7月12日，南极熊获悉，基于光刻技术的金属制造（LMM）解决方案的领先供应商Incus公司成功完成了与欧洲航天局（ESA）、OHB System AG和Lithoz GmbH为期18个月的联合项目，以测试3D打印和零废物工作流程在月球环境中的潜力。

这项联合项目由 ESA 赞助，由Incus 和 Lithoz GmbH 在作为主承包商的OHB System AG 的协调下开发，旨在研究处理月球废金属（可能从旧任务或旧卫星的碎片中回收）以生产高纯度月球废金属的可行性。项目计划通过使用增材制造（AM），主要是基于光刻技术的金属增材制造来打印高质量的零件，同时还考虑到使用月球风化层模拟物可能造成的原位污染。

该项目的目标是开发一种可持续的工艺，利用月球资源和回收的废金属（最终被月球尘埃污染）在现场生产备件，从而帮助和改善人类在月球上的栖息环境。成功利用月球资源和回收废金属对于创建可持续的月球基地至关重要。基于平版印刷的金属制造因其能够利用回收的金属废料进行打印以及在打印和后处理过程中的简便性和安全性而被选中。

月球增材制造面临的最大挑战是恶劣的月球环境，包括大气、重力、温度、辐射以及月球尘埃的潜在污染。然而，Incus 3D 打印解决方案 Hammer Lab35 能够打印回收的钛粉末，同时保持适当的零件质量。生产的零件表现出高水平的强度，可与金属注塑钛零件标准 (1000-1050 MPa) 相媲美。

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该项目中使用的 LMM 技术可以使用预混合原料从废金属中进行打印，无需游离和松散的粉末，也不需要任何支撑结构，从而提供可持续的零浪费工作流程。该项目还包括开发绿色粘合剂以及优化预处理和后处理步骤，以打印和测试未来月球应用的不同演示构件。

此次项目的成果对太空探索的未来和可持续月球基地的发展具有重要意义。Incus 首席执行官 Gerald Mitteramskogler 博士说道：“这个项目已经证明，LMM 技术能够使用回收粉末作为原料，并提供可持续的零废物工作流程。我们预计金属回收技术的进一步发展将为月球环境中具有更稳定的烧结工艺的金属材料开辟道路。”

项目中提及的月球基地3D打印栖息地的最佳方案与地球上的栖息地相当，重力减小，辐射屏蔽符合人体等级，确保除了3D打印机的尺寸、质量和体积减小外，无需进行重大修改或重新设计。ESA 材料和工艺工程师 Martina Meisnar 博士强调说：“考虑到将人类带回月球并建立基地的挑战，就地资源利用（ISRU）的话题正在获得巨大的动力。Incus 和项目合作伙伴最近完成的此类项目表明，像LMM这样的制造方法是支持这种努力方向的非常好的候选方案。”

Lithoz 材料开发主管Martin Schwentenwein 博士总结道：“这次成功的合作表明，基于光刻的增材制造技术是未来太空 3D 打印成为现实的最有希望的候选技术之一。”

OHB项目系统工程师FrancescoCaltavituro表示：“使用当地月球资源以及回收旧航天器对于可持续且独立于地球的月球基地至关重要。通过这个项目，证明了LMM技术能够使用回收的粉末来源作为原料。此外，事实证明，使用月球风化层模拟物对粉末源的污染是可以控制的，特别是从打印过程的角度来看。考虑到这些方面，以及已经预见和预期的未来挑战，即将进行的研究和开发将能够继续并进一步开辟最终摆脱对地球依赖的可持续月球定居点的道路。”