奧地利工程公司和OEM初創公司Incus已與(yu) 歐洲航天局（ESA）建立合作夥(huo) 伴關(guan) 係，探索如何處理月球表麵可用的廢金屬用於(yu) 製造月球站3D打印備件。

陶瓷3D打印專(zhuan) 家Lithoz和德國航天技術集團（OHB）也將參與(yu) 這個(ge) 為(wei) 期18個(ge) 月的項目。在此期間，合作夥(huo) 伴將在微重力環境中共同開發和測試Incus基於(yu) 光刻的金屬製造(LMM)3D打印技術，並評估處理月球表麵可用廢金屬以生產(chan) 高質量零件的可行性。

自給自足的備件供應能力促使歐空局調查從(cong) 生產(chan) 廢料和報廢部件中提取的現有月球表麵材料的使用和再利用可能性。能夠使用這些資源為(wei) 月球航天器等製造備件，可以顯著降低來自地球的貨運任務的成本和數量，同時最大限度地減少生產(chan) 浪費。

基於(yu) LMM工藝的3D打印材料

Incus基於(yu) 光刻的LMM金屬3D打印工藝，根據光聚合原理生產(chan) 高精度零件生坯，其原料為(wei) 金屬粉末和光敏聚合物的混合體(ti) 。通過掩模曝光，可以精確快速地成型整個(ge) 層麵，聚合物粘結劑選擇性的在局部交聯，將金屬粉末粘結在一起；打印完的生坯經曆脫脂和燒結後可以形成致密化的零件。Incus的技術能夠處理“不可焊接”金屬，粉末顆粒的尺寸可小至20 m。

該工藝所生產(chan) 的零件具有與(yu) 金屬注射成型製造的零件相似的材料特性和“出色”的表麵質量。現在，通過與(yu) ESA、Lithoz和OHB的最新合作，將在微重力環境中探索該工藝生產(chan) 空間站或月球站備件的使用潛力。

通過LMM工藝生產(chan) 的3D打印部件

Incus的LMM技術被選擇用於(yu) 該項目，因為(wei) 它能夠從(cong) 回收的金屬廢料中生產(chan) 備件。合作夥(huo) 伴希望這種能力可以潛在地利用月球上可用的廢金屬回收粉末，該項目將測試LMM技術在太空中的使用能力。

除此之外，LMM工藝使用糊狀物或懸浮液作為(wei) 原料，不依賴於(yu) 使用高度球形的氣體(ti) 霧化粉末或支撐結構，與(yu) 此同時，打印的組件不需要複雜的後處理過程，增加了工藝的易用性。

Lithoz材料開發主管表示，Incus和Lithoz開發的光刻技術允許將高精度3D打印與(yu) 高性能金屬和陶瓷相結合，同時仍然保持極高的資源效率。雖然這些技術在地球上能夠成功應用，但該項目對於(yu) 填補技術空白和在太空環境中實施增材製造至關(guan) 重要。

通過LMM工藝生產(chan) 的3D打印部件

該項目的最終目標是評估如何通過LMM技術處理月球表麵可用的廢金屬，以在零廢物過程中生產(chan) 高質量零件。在18個(ge) 月的時間裏，合作夥(huo) 伴將探索太空環境的限製（例如金屬粉末可能被月球塵埃汙染）如何影響打印過程。

該項目還將評估雜質對燒結和打印部件最終微觀結構的影響，以確定微重力下LMM工藝的最佳粘結劑含量和類型。通過這種方式，合作夥(huo) 伴將尋求在空間中為(wei) 備件生產(chan) 開發可持續的製造鏈。

OHB係統載人航天係統的相關(guan) 人員表示，“通過利用現有的月球表麵材料和回收月球基礎廢金屬來減少我們(men) 對地球的依賴是保證可持續定居的唯一解決(jue) 方案。該項目和LMM工藝便是為(wei) 此進行的探索，並有機會(hui) 獲得成功。”

END

近年來，多個(ge) 國家航天機構在尋求在月球上建立永久存在時，增加了對增材製造的興(xing) 趣。因此，關(guan) 於(yu) 如何利用風化層等現場材料製造相關(guan) 結構的研究工作已經升級。

來自布倫(lun) 瑞克技術大學的科學家探索了在零重力下使用月球風化層進行3D打印的可能性；而美國建築公司ICON近期獲得了NASA的合同，以開發太空結構3D打印機；俄羅斯航天局已經試驗了由月球材料製成的3D打印結構；美國宇航局正在進行采用月球風化層3D打印建築結構的可行性。

未來，中國也將建立月球永久基地，而此前由嫦娥五號帶回的月壤將成為(wei) 我國開展相關(guan) 3D打印研究的重要基礎。