달의 3D 프린팅 금속 부품: 달 제조의 발전

Jun 24, 2023

3D 프린팅이라고도 알려진 적층 제조는 기술이 지속적으로 향상됨에 따라 다양한 산업에서 꾸준히 주목을 받고 있습니다. 큰 잠재력을 지닌 분야 중 하나는 우주 탐사, 특히 ISRU(현장 자원 활용) 노력입니다. 유럽우주국(ESA)은 달에 금속 부품을 프린팅할 수 있는 3D 프린팅 솔루션을 개발하려는 오스트리아 회사 Incus의 작업에 자금을 지원하여 이 분야의 연구를 지원하고 있습니다.

달 광석에서 금속을 제조하는 과정은 에너지와 시간이 많이 소요되며 이는 초기 달 탐사 시나리오에서는 실현 가능하지 않습니다. 기존 금속을 재활용하는 것이 보다 간단한 접근 방식입니다. Incus는 금속 분말을 결합제와 결합하고 자외선을 사용하여 혼합물을 경화시키는 LMM(리소그래피 기반 금속 제조)이라는 기술을 사용합니다. 그런 다음 생성된 혼합물을 소결하여 완전한 금속 부품을 생성하므로 기존 절삭 가공 공정에 비해 폐기물이 최소화됩니다.

그러나 달 먼지는 이 과정에 문제를 야기합니다. 달 먼지는 끈적거리는 것으로 알려져 있으며 인쇄된 금속 부품의 경화 및 결합을 방해할 수 있습니다. 탐사선과 태양광 패널의 금속을 활용하는 재활용 프로젝트의 경우 장기간 달 먼지에 노출되기 때문에 특히 문제가 됩니다. 재활용하기 전에 이러한 구성 요소를 철저히 청소하는 것은 비현실적입니다. Incus는 인쇄 공정에 미치는 영향을 평가하기 위해 다양한 비율의 달 먼지와 혼합된 신규 티타늄과 재활용 티타늄을 모두 사용하여 ESA가 후원하는 연구를 수행했습니다.

놀랍게도 결과는 긍정적이었습니다. 고농도의 달 먼지 분말은 인쇄된 부품의 점도에 영향을 주었지만 바인더 대 분말 비율을 조정하면 부품이 필요한 다공성 표준을 충족할 수 있었습니다. 그러나 철/강철과 같은 다른 유형의 재료 인쇄를 탐색하고 더 높은 농도의 달 먼지가 재활용을 위해 추가 여과 프로세스가 필요한지 확인하려면 추가 작업이 필요합니다. ESA는 달 제조 역량을 더욱 발전시키기 위해 Incus와 파트너를 계속 지원할 계획입니다.

달에 있는 3D 프린팅 금속 부품의 이러한 발전은 미래의 우주 임무와 달 기지 건설에 중요한 영향을 미칩니다. 지역 자원을 활용하고 지구 공급품에 대한 의존도를 줄임으로써 우주 기관은 우주 탐사의 지속 가능성과 자급자족을 강화할 수 있습니다.