Première impression 3D métal sur la Station spatiale
Une petite courbe en S déposée dans de l’acier inoxydable liquéfié équivaut à un pas de géant pour la fabrication en orbite : il s’agit de la toute première impression 3D métallique à bord de la Station spatiale internationale, qui a eu lieu jeudi dernier, à bord du module de laboratoire Columbus de l’ESA.
Cette courbe en S est une ligne de test, concluant avec succès la mise en service de notre imprimante 3D métal, explique Rob Postema, responsable technique de l’ESA.
Le succès de cette première impression, ainsi que d’autres lignes de référence, nous laisse prêts à imprimer des pièces complètes dans un avenir proche. Nous avons atteint ce point grâce aux efforts acharnés de l’équipe industrielle dirigée par Airbus Defence and Space SAS, du centre de support utilisateur du CADMOS en France, à partir duquel les opérations d’impression sont supervisées depuis le sol, ainsi que de notre propre équipe de l’ESA.
Sébastien Girault, membre de l’équipe d’Airbus, leader du consortium, ajoute : « Nous sommes très heureux d’avoir réalisé la toute première impression 3D métallique à bord de l’ISS, la qualité est à la hauteur de nos rêves !
Le démonstrateur technologique de l’imprimante 3D métal a été développé par une équipe industrielle dirigée par Airbus, qui cofinance également le projet dans le cadre d’un contrat avec la direction de l’exploration humaine et robotique de l’ESA.
Il a atteint l’ISS en janvier. L’astronaute de l’ESA Andreas Mogensen a ensuite installé la charge utile d’environ 180 kg dans le support européen Draw Rack Mark II, qui fait partie du module Columbus de l’ESA.
La conception des imprimantes 3D en métal est basée sur un fil d’acier inoxydable introduit dans la zone d’impression, qui est chauffée par un laser haute puissance, environ un million de fois plus puissant qu’un pointeur laser standard. Lorsque le fil plonge dans le bain de fusion, l’extrémité du fil fond de sorte que du métal est ajouté à l’impression.
Le processus d’impression est entièrement supervisé depuis le sol. Tout ce que l’équipage à bord doit faire est d’ouvrir une vanne d’azote et de ventilation avant le début de l’impression. Pour des raisons de sécurité, l’imprimante fonctionne dans une boîte entièrement scellée, empêchant l’excès de chaleur ou de fumées de s’échapper.
Quatre formes ont été choisies pour une impression 3D à grande échelle ultérieure, qui sera ensuite renvoyée sur Terre pour être comparée à des impressions de référence réalisées au sol en gravité normale.
Advenit Makaya, ingénieur en matériaux de l’ESA, de la direction de la technologie, de l’ingénierie et de la qualité de l’ESA, a conseillé le projet : deux de ces pièces imprimées seront analysées dans le laboratoire des matériaux et composants électriques de l’ESTEC aux Pays-Bas, pour nous aider à comprendre si une microgravité prolongée a un effet sur l’impression des matériaux métalliques. Les deux autres iront au Centre des astronautes européens et à l’Université technique du Danemark, DTU.
L’un des objectifs de développement futur de l’ESA est de créer une économie spatiale circulaire et de recycler les matériaux en orbite pour permettre une meilleure utilisation des ressources, par exemple en réutilisant des fragments d’anciens satellites dans de nouveaux outils ou structures. Une version opérationnelle de cette imprimante 3D métallique éliminerait le besoin d’envoyer un outil avec une fusée et permettrait aux astronautes d’imprimer les pièces nécessaires en orbite.