Polvere lunare e laser per testare una stampante 3D sulla Luna

Una stampante 3D che produce oggetti con la polvere lunare e il laser? Non è l’inizio di un racconto di fantascienza, ma lo scenario di un futuro molto prossimo, quando potremmo testare un prototipo di stampante 3D direttamente sulla Luna.

Uno dei grandi problemi che l’esplorazione spaziale deve affrontare, sono i limiti legati ai tempi di approvvigionamento e agli elevati costi di invio di materiale nello spazio.

Per questo la ricerca, in cui il Politecnico di Milano ricopre un ruolo di primo piano, sta studiando come sfruttare le poche risorse disponibili in ambiente extra-terrestre grazie allo sviluppo di nuove tecnologie di produzione che riescano ad utilizzarle efficacemente.

Leonardo Caprio, dottorando in Advanced and Smart Manufacturing al Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, è il protagonista di questa ricerca: ha infatti elaborato uno studio di fattibilità del processo di stampa 3D con il simulante di polvere lunare NU-LHT-2M per la realizzazione di componenti strutturali.

Il progetto si inserisce si inserisce nell’ambito dell’accordo operativo tra l’Agenzia Spaziale Italiana e il Politecnico di Milano per lo sviluppo di attività di ricerca e innovazione.

Lo studio “Determining the feasible conditions for processing lunar regolith simulant via laser powder bed fusion” è stato recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Additive Manufacturing.

Le conclusioni della ricerca dimostrano la stampabilità della regolite grazie a un giusto compromesso tra parametri laser e condizioni di processo. A seguito di questo risultato positivo, è stato possibile definire linee guida per la progettazione di un futuro sistema di stampa 3D per l’utilizzo in ambito spaziale.

“L’architettura del sistema che prevede l’utilizzo di sorgenti laser ad alta efficienza energetica, dovrà essere semplice e funzionale, per permettere di passare dal prototipo di laboratorio a un sistema per applicazioni reali!, spiega Leonardo Caprio.

I sistemi di additive manufacturing permettono di stampare oggetti e componenti quando servono, usando risorse locali e intervenendo solo sul file CAD che rappresenta la geometria dell’oggetto da realizzare. La stampa 3D abilita strutture più leggere, con nuove funzionalità e maggiore affidabilità e durata, grazie alla significativa riduzione del numero di componenti.

La ricerca nasce all’interno di un progetto coordinato da Bianca Maria Colosimo, professoressa del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, nell’ambito di attività di ricerca svolte con ASI e l’Agenzia Spaziale Europea. Ha collaborato, inoltre, la professoressa Barbara Previtali, che ha messo a punto un prototipo di stampante 3D a fascio laser in grado di stampare regolite, e il gruppo della professoressa Michèle Lavagna, che ha messo a disposizione il simulante di polvere lunare, ha supportato la parte sperimentale, e ha poi condotto i test finali per caratterizzare il prodotto stampato.

“La collaborazione con atenei di eccellenza nazionale è da sempre una delle attività dell’Agenzia Spaziale Italiana che ha come caposaldo del suo statuto il supporto alla formazione e ricerca. La collaborazione con il Politecnico di Milano rappresenta la perfetta collaborazione tra le istituzioni e le università che, partendo dalla ricerca di base ha lo scopo di generare tecnologie e applicazioni capaci di contribuire alla crescita socioeconomica”, ricorda Danilo Rubini ASI Project Manager dell’accordo tra l’Agenzia e il Politecnico.