Boîtier d’expérimentation de rayonnement FDM Antero 840CN03 avec couvercle rouge UTLEM 9085 « Remove Before Flight » pour protéger les échantillons de test pendant le transport et l’installation (crédits photo : Stratasys)
En témoigne son utilisation croissante dans le secteur aérospatial, la fabrication additive sait s’adapter aux environnements les plus exigeants. Dernièrement c’est le géant de l’impression 3D polymère Stratasys qui a annoncé qu’il fournirait des matériaux imprimés en 3D pour une prochaine mission lunaire. À partir de 2025, des expériences seront menées par la NASA pour évaluer comment les conditions extrêmes rencontrées à la surface de la Lune influent sur le comportement des matériaux imprimés en 3D. En effet, l’Agence Spatiale américaine, comme de nombreux autres acteurs du spatial, étudie les capacités de l’impression 3D qui apparaît comme l’une des meilleures solutions pour réduire les coûts des missions spatiales en produisant in situ le matériel nécessaire aux astronautes.
On apprend que les expériences visées font partie de la première mission d’évaluation des sciences et technologies spatiales d’Aegis Aerospace, Inc. (SSTEF-1). SSTEF est un service d’essais spatiaux, développé par Aegis Aerospace à Houston, au Texas, dans le cadre du programme Tipping Point de la NASA, pour fournir des services de R&D sur la surface lunaire. Le projet SSTEF-1 se concentre sur le développement technologique des infrastructures spatiales et des capacités pour la Lune et l’espace proche de la Terre.
Pour cette mission lunaire, Stratasys fournira des échantillons imprimés en 3D qui seront amenés par un atterrisseur sans pilote dans une structure de support Stratasys imprimée en 3D en thermoplastique ULTEM™ 9085, un matériau également couramment utilisé dans les intérieurs d’avions commerciaux.
Trois matériaux feront l’objet de deux expériences différentes menées par Northrop Grumman. Ils devront résister aux conditions extrêmes de la Lune, parmi lesquelles un niveau de rayonnements environ 200 fois supérieur à celui observé sur le sol terrestre, ainsi que des variations de températures entre 150 et -150 °C selon son exposition au soleil.
« La fabrication additive est une technologie importante pour les missions spatiales où chaque once de poids compte et où la haute performance est essentielle »
La première expérience évaluera les performances d’un échantillon de pièce fabriqué avec le filament Antero ® 800NA FDM ® de Stratasys rempli de tungstène. Précisions que l’Antero 800NA est un thermoplastique haute performance à base de PEKK avec d’excellentes propriétés mécaniques, une résistance chimique et de faibles caractéristiques de dégazage. L’ajout de tungstène vise à fournir une protection contre les rayonnements nocifs tels que les rayons gamma ou les rayons X.
La deuxième expérience sera passive, et permettra de voir comment les matériaux imprimés en 3D se comportent dans l’espace. Celle-ci portera sur le filament Antero 840CN03 FDM, qui présente des propriétés ESD, c’est à dire antistatique, pour une utilisation avec l’électronique. En 2018, ce matériau avait déjà été utilisé sur le vaisseau spatial Orion, notamment pour réaliser une trappe d’accueil.
L’expérience comprendra également un nouveau photopolymère ESD fabriqué par Henkel, partenaire de Stratasys, destiné à être utilisé avec les imprimantes 3D Origin ® One de Stratasys et conçu pour les environnements à haute température. Cette expérience soumettra des échantillons de matériaux imprimés en 3D à la poussière lunaire, à une basse pression pouvant conduire à un dégazage et aux variations rapides de température résultant de pratiquement l’absence d’atmosphère sur la Lune.
« La fabrication additive est une technologie importante pour les missions spatiales où chaque once de poids compte et où la haute performance est essentielle », explique Rich Garrity, directeur des affaires industrielles avant de conclure : « Cet ensemble d’expériences nous aidera à comprendre comment tirer pleinement parti de l’impression 3D pour assurer la sécurité des personnes et des équipements lors de nos voyages vers la Lune et au-delà. »
Plus tôt cette année, c’est le fabricant français d’imprimantes 3D métal AddUp qui envoyait son imprimante 3D métal vers la Station Spatiale Internationale. Réalisé dans le cadre du projet Metal3D celui-ci a pour objectif d’étudier la qualité des pièces métalliques imprimées dans l’espace.
