Première impression 3D en métal à bord de la Station spatiale internationale

« Cette courbe en S est une ligne de test, qui marque le succès de la mise en service de notre imprimante Metal 3D », explique l’officier technique de l’ESA Rob Postema.

« Le succès de cette première impression, ainsi que d’autres lignes de test, signifie que nous sommes prêts à imprimer des pièces complètes dans un avenir proche. Nous en sommes arrivés là grâce aux efforts acharnés de l’équipe industrielle dirigée par Airbus Defence and Space SAS, du Centre de soutien aux utilisateurs de systèmes spatiaux CADMOS en France – à partir duquel les opérations d’impression sont supervisées depuis le sol – ainsi que de notre propre équipe ESA. »

Sébastien Girault, membre de l’équipe d’Airbus – qui dirige le consortium – ajoute : « Nous sommes très heureux d’avoir réalisé la toute première impression 3D en métal à bord de l’ISS ; la qualité est aussi bonne que nous l’avions rêvé ! »

Le démonstrateur technologique Metal 3D Printer a été développé par une équipe industrielle dirigée par Airbus – qui cofinance également le projet – sous contrat avec la direction de l’Exploration humaine et robotique de l’ESA.

Il a été livré à l’ISS en janvier dernier. L’astronaute de l’ESA Andreas Mogensen a ensuite installé la charge utile d’environ 180 kg dans l’armoire modulaire EDR-2 du module Columbus de l’ESA.

La conception de l’imprimante Metal 3D est basée sur un fil d’acier inoxydable qui est introduit dans la zone d’impression ; celle-ci est chauffée par un laser haute puissance, environ un million de fois plus puissant qu’un pointeur laser standard. Lorsque l’extrémité du fil fond, le métal fondu est ajouté à l’impression.

Le processus d’impression est entièrement supervisé depuis le sol. La seule responsabilité de l’équipage est d’ouvrir une vanne d’azote et de ventilation avant le début de l’impression. Pour des raisons de sécurité, l’imprimante fonctionne dans une boîte entièrement scellée, empêchant toute chaleur ou fumée de s’échapper.

Quatre formes ont été choisies pour l’impression 3D à l’échelle 1 ultérieure, elles seront ensuite envoyées sur Terre pour être comparées aux impressions de référence réalisées au sol en gravité normale.

L’ingénieur en matériaux de l’ESA Advenit Makaya, de la direction de la Technologie, de l’Ingénierie et de la Qualité de l’ESA, a apporté ses recommandations au projet : « Deux de ces pièces imprimées seront analysées au Laboratoire des matériaux et composants électriques de l’ESTEC, aux Pays-Bas, pour nous aider à comprendre si une micropesanteur prolongée a un effet sur l’impression de pièces métalliques. Les deux autres seront envoyées au Centre européen des astronautes et à l’Université technique du Danemark, DTU. »

L’un des objectifs de développement futur de l’ESA est de créer une économie spatiale circulaire et de recycler les matériaux en orbite afin de permettre une meilleure utilisation des ressources, comme la transformation de morceaux d’anciens satellites en nouveaux outils ou structures. Une version opérationnelle de l’imprimante Metal 3D éliminerait la nécessité d’envoyer un outil à bord d’un lanceur et permettrait aux astronautes d’imprimer les pièces nécessaires en orbite.