Depuis qu'il a été intégré aux équipements de laboratoire du Centre des astronautes européens en février 2017, le Composer 450 a joué un rôle essentiel dans le processus de prototypage. Les chercheurs de l'ESA ont utilisé avec succès l'extrudeuse pour développer des quantités personnalisées de filaments à base de PLA pour des itérations de recherche et développement. L'installation 3devo donne au Space Spacecraft EAC la possibilité de créer en interne des filaments d'impression 3D. De plus, cela réduit la dépendance de Spaceship EAC vis-à-vis de l'expertise et de la disponibilité de fournisseurs de filaments tiers.
Que se passe-t-il maintenant ? Passage au vert (dans l'espace)
Grâce à l'installation bien équipée de 3devo de l'ESA, ils ont tiré pleinement parti des capacités de la machine, ce qui les a conduits à leur dernière découverte. Pour les longues missions dans l'espace, les astronautes ont besoin d'outils autonomes pour pouvoir fabriquer des pièces et des structures. Un procédé de fabrication additive tel que le FDM est idéal pour cette application, grâce à sa flexibilité et à l'utilisation efficace des matériaux. Cela semble idéal, n'est-ce pas ? Malheureusement, il y a un hic. Le FDM nécessite de grandes quantités de plastique pour créer des pièces en 3D - ce qui coûte du temps et de l'argent à l'agence puisque les matériaux doivent être envoyés de la Terre.
À l'initiative de l'EAC, le vaisseau spatial de l'ESA, Benoît André, ingénieur stagiaire en matériaux, a été chargé de trouver un nouveau matériau qui permettrait de réduire les coûts et de minimiser le plastique envoyé dans l'espace. La réponse qu'il a dévoilée est l'utilisation des ressources de la Lune. Benoît a commencé une première mondiale en créant un matériau composite à partir d'un mélange de poudres PLA/Lunaire pour l'impression FDM.
"En pratique, j'ai utilisé la machine à filament 3devo pour produire un filament imprimable, en utilisant uniquement des pastilles de PLA et le simulant de régolithe (EAC-1) comme matière première. L'EAC-1 est une poudre minérale semblable à du sable, développée par le vaisseau spatial EAC pour imiter les propriétés du régolithe lunaire. La machine à filament a été utilisée pour mélanger les matières premières, faire fondre les pastilles de PLA et enfin extruder le filament composite, le tout en une seule étape continue. En optimisant les paramètres, j'ai pu produire des filaments homogènes avec différentes concentrations de régolithes. Plusieurs pièces ont été imprimées en 3D avec succès en utilisant ce filament et une imprimante FDM commerciale légèrement modifiée (Prusa Mk3s)", explique Benoît André, ingénieur stagiaire en matériaux, EAC - Agence spatiale européenne
De la théorie à la réalité
L'objectif de Benoît était de trouver une solution pour réduire la consommation de plastique sur la lune. Cet objectif l'a conduit à créer un matériau composite composé de PLA et de poudre lunaire, le régolithe, pour produire un filament d'impression 3D. Ce nouveau matériau permettra de diminuer le volume de plastique à l'intérieur d'un objet imprimé en 3D tout en conservant les propriétés mécaniques nécessaires aux pièces résistantes. Avec ce nouveau matériau, l'ESA n'aura plus à faire de compromis entre un processus de fabrication facile avec une grande imprimabilité et de bonnes propriétés mécaniques.
"Les données en temps réel fournies par le fabricant de filaments (par exemple, les températures, les vitesses, le diamètre) ont été utilisées tout au long de cette étude pour comprendre et améliorer le processus de fabrication. Le filament, ainsi que des échantillons de pièces imprimées, ont été analysés par une batterie de tests en laboratoire", explique Benoît André, ingénieur stagiaire en matériaux, EAC - Agence spatiale européenne
Cette étude a permis à Benoît de montrer la faisabilité de l'impression FDM en utilisant un composite PLA/régolithe et de mieux comprendre les principes, les avantages et les inconvénients de ce procédé. En poussant le procédé et le fabricant de filaments à leurs limites, l'objectif final sera de produire des filaments très concentrés dans l'espace et de réussir l'impression 3D de diverses pièces.
