Stampa 3D della regolite lunare con SLM senza leganti
Un gruppo di ricercatori guidato da Julien Garnier, dell’Università di Tolosa, ha dimostrato la fattibilità della stampa 3D di regolite lunare utilizzando la tecnologia SLM (Selective Laser Melting) senza alcun materiale legante. Questa innovazione sfrutta esclusivamente la polvere di regolito – tipicamente un simulante come il JSC-1A – che viene fusa e coalescita grazie all’energia di un laser ad alta potenza.
Tecnologia e processo di fabbricazione
Nel cuore dell’esperimento c’è una macchina SLM modificata per gestire particelle con granuli di dimensioni variabili fino a 100 µm. Il fascio laser, opportunamente tarato in potenza e velocità di scansione, fonde strati sottili di regolito depositati a uno spessore di 30–50 µm. La fusione selettiva crea legami metallurgici fra le particelle senza richiedere additivi, ottenendo pezzi dalla densità comparabile a quella di ceramiche sinterizzate.
Caratteristiche meccaniche e applicazioni
I campioni stampati in SLM hanno mostrato una resistenza a compressione superiore a 150 MPa e una durezza nell’ordine degli 80 HV, valori che suggeriscono possibili impieghi strutturali per moduli abitativi, pannelli protettivi o parti funzionali di habitat lunari. La superficie, caratterizzata da una rugosità media Ra di circa 20 µm, potrà essere ulteriormente rifinita tramite levigatura meccanica o trattamento laser per migliorarne la tenuta e l’isolamento.
Confronto con altre tecniche di sinterizzazione
Parallelamente all’approccio SLM, progetti come MOONRISE dell’Agenzia Spaziale Europea impiegano il “solar sintering”, sfruttando la luce solare concentrata per fondere il regolito. Altre linee di ricerca puntano all’uso di microonde o di leganti naturali (zolfo o sali), ma l’S LM senza leganti offre il vantaggio di eliminare dipendenze da materiali trasportati dalla Terra, semplificando la logistica delle missioni.
Sfide e prospettive future
Per realizzare impianti SLM direttamente sulla superficie lunare, sarà necessario risolvere problemi di alimentazione della polvere, smaltimento dei gas e controllo termico in ambiente a vuoto. I prossimi step prevedono l’adattamento del sistema a camere pressurizzate e lo sviluppo di robot autonomi in grado di ricaricare il serbatoio di regolito. In prospettiva, la combinazione di SLM senza leganti e di processi di finitura in situ potrebbe rendere le costruzioni lunari più rapide, resistenti e sostenibili.
