Reciclaje de metales en el espacio: Incus traza un nuevo camino en la impresión 3D para la vida lunar

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En un emocionante salto para la impresión 3D en el espacio, Incus, una rama dinámica de Lithoz, ha concluido con éxito un proyecto de 18 meses que demuestra cómo la fabricación de metales basada en litografía (LMM) podría ser el futuro de la vida sostenible en la Luna. En colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA), OHB System y la empresa matriz Lithoz, Incus ha profundizado en el ámbito de la impresión 3D y los procesos sin desperdicio en un entorno muy diferente a cualquier otro en la Tierra: la superficie lunar.

Con sede en Viena, Austria, Incus está a la vanguardia de la fabricación aditiva de metales (AM) de alto rendimiento. Su innovadora tecnología LMM imprime con desechos metálicos reciclados y es un candidato prometedor para procesos sostenibles en las duras condiciones lunares. El proyecto conjunto tiene como objetivo convertir chatarra y recursos lunares en piezas impresas de alta calidad, permitiendo así la producción de piezas de repuesto directamente en la Luna. Esta estrategia se alinea con un concepto conocido como utilización de recursos in situ (ISRU), que tiene como objetivo aprovechar los materiales disponibles en el espacio para respaldar misiones en curso, como la creación de combustible, materiales de construcción o, en este caso, la construcción de piezas de repuesto. Aprovechando lo que está disponible, las tripulaciones espaciales podrían reducir significativamente el costo y la complejidad de las misiones espaciales, allanando el camino para una presencia humana sostenida más allá de la Tierra.

Piezas impresas de la ESA

“Imagínese convertir lo que es esencialmente basura lunar en recursos valiosos. Este proyecto nos ha demostrado que no sólo es posible sino también práctico utilizar la tecnología LMM. Utiliza polvo reciclado como materia prima y proporciona un flujo de trabajo sostenible sin desperdicio”, dijo el director ejecutivo de Incus, Gerald Mitteramskogler, anticipando mayores avances en las tecnologías de reciclaje de metales para el entorno lunar.

Al enfrentarse a los desafiantes obstáculos del duro entorno lunar (incluida su escasa atmósfera y gravedad, temperaturas extremas, radiación y posible contaminación por polvo lunar), la solución de impresión 3D de Incus, Hammer Lab35, estuvo a la altura de las circunstancias. Utilizando polvo de titanio reciclado para la impresión, las piezas resultantes exhibieron una resistencia a la par con los estándares de las piezas de titanio moldeadas por inyección de metal.

En el centro del escenario estuvo el Hammer Lab35 de Incus, un poderoso ejemplo de tecnología LMM. Lanzado inicialmente en Formnext en 2019, desde entonces ha estado en constante desarrollo, y su rendimiento se ha observado y probado atentamente en varias instituciones, como el Instituto de Metales Preciosos y Tecnológicos de la Universidad de Pforzheim. Sus capacidades se extienden a una resolución fina de características, una excelente estética de la superficie y propiedades mecánicas robustas para tamaños de piezas inferiores a 200 g. También cuenta con una velocidad de impresión de hasta 100 cm cúbicos por hora y una resolución lateral de 35 micras (μm), lo que la convierte en una herramienta ideal para la fabricación en la Luna.

Laboratorio de martillo yunque35

Como parte de los avances del proyecto, la tecnología LMM demostró la capacidad de imprimir a partir de chatarra utilizando una materia prima premezclada, evitando la necesidad de polvo suelto y estructuras de soporte, y anunciando un flujo de trabajo ecológico y sin desperdicios. El proyecto incluyó ambiciosamente el desarrollo de una carpeta ecológica y la optimización de los pasos de pre y posprocesamiento para imprimir y probar varios demostradores para futuras aplicaciones lunares.

Martina Meisnar, ingeniera de Materiales y Procesos de la ESA, enfatizó que el escenario óptimo del proyecto para el hábitat de impresión 3D en la base lunar es similar al de la Tierra, con gravedad reducida y protección contra la radiación de grado humano. Y añadió: “Teniendo en cuenta el desafío de traer a los humanos de regreso a la Luna y construir una base, ISRU está ganando un impulso significativo. Proyectos como este, completados recientemente por Incus y sus socios, ilustran que los métodos de fabricación como LMM son candidatos prometedores para respaldar tal esfuerzo”.

Proceso de fabricación de metales basado en litografía.

"A través de esta exitosa colaboración, demostramos que las técnicas de fabricación aditiva basadas en litografía se encuentran entre los candidatos más prometedores para que la impresión 3D en el espacio se convierta en una realidad en el futuro", concluyó el jefe de desarrollo de materiales de Lithoz, Martin Schwentenwein.

Francesco Caltavituro, ingeniero de sistemas del proyecto en OHB, destacó la importancia de los recursos lunares locales y del reciclaje de naves espaciales antiguas para una base lunar sostenible e independiente de la Tierra.

“A través de este proyecto, hemos demostrado que la tecnología LMM puede utilizar fuentes de polvo reciclado como materia prima. También se demostró que las contaminaciones causadas por simulantes de regolito lunar son manejables, particularmente desde la perspectiva del proceso de impresión. Teniendo estos aspectos en mente y los desafíos futuros ya previstos y anticipados, la próxima investigación y desarrollo continuará allanando el camino hacia un asentamiento sostenible en la Luna finalmente independiente de la Tierra”.

Desde su creación en 2019, Incus ha buscado e invertido continuamente en el potencial de los procesos LMM. Con clientes en todo el mundo, la máquina Hammer Lab35 está influyendo en el campo del moldeo por inyección de metal (MIM) gracias a su fina resolución de características, estética de superficie y propiedades mecánicas para tamaños de piezas inferiores a 200 g. Incus se centra en ofrecer una solución de fabricación aditiva que pueda integrarse fácilmente en las líneas de producción MIM existentes y, al mismo tiempo, fomentar avances en los departamentos de investigación y desarrollo.

Piezas impresas de la ESA

Los resultados del proyecto de Incus son de gran importancia para el futuro de la exploración espacial y la creación de bases lunares sostenibles. El equipo ha descubierto que el escenario óptimo para la impresión 3D en una base lunar sería muy similar al de la Tierra, dada la gravedad reducida y la suficiente protección contra la radiación. Esto significa que no serían necesarios rediseños o modificaciones importantes en la impresora 3D, aparte de ajustes de tamaño, masa y volumen.

A medida que nos acercamos a la realización de asentamientos humanos en la Luna, proyectos como el de Incus están allanando el camino. "Los LMM son muy buenos candidatos para apoyar este esfuerzo", destaca Meisnar. A través de los prometedores resultados de este proyecto, Incus continúa demostrando su fortaleza en el ecosistema de impresión 3D, lo que potencialmente significa que estamos un paso más cerca de un asentamiento sostenible en la Luna que finalmente podría ser independiente de la Tierra.

Imágenes cortesía de Incus

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