L'impression 3D s'impose comme une innovation qui continue de gagner du terrain dans l'exploration spatiale. La NASA et l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ont collaboré pour imprimer en 3D le prototype d'une roue destinée à un rover lunaire, démontrant la flexibilité de la fabrication additive pour les missions spatiales. Le projet a permis de réduire le temps de production tout en introduisant des niveaux de complexité inaccessibles aux méthodes traditionnelles. La NASA prévoit de tester ce prototype face à une roue fabriquée de manière conventionnelle, en vue d'une utilisation sur la Lune.

La roue du rover lunaire VIPER

Cette avancée, réalisée à l'ORNL, concerne la roue du rover lunaire VIPER de la NASA. Elle illustre le potentiel de la fabrication additive pour créer des pièces complexes rapidement et à moindre coût, tout en facilitant les itérations de conception. Les enseignements tirés de ce projet pourraient influencer les futures missions vers Mars et le développement de structures spatiales : à terme, l'impression 3D pourrait permettre de fabriquer sur place des habitats et des outils, réduisant d'autant le matériel à transporter lors des missions.

Une imprimante conçue pour les grandes pièces

Pour produire une pièce de cette taille, l'ORNL s'est appuyé sur une imprimante 3D développée par MDF, qui combine deux lasers coordonnés et une plaque de construction rotative. Contrairement aux procédés traditionnels qui marquent une pause entre chaque couche, cette machine imprime de façon continue, ce qui augmente sensiblement le taux de production sur des objets de grande taille.

La fusion sur lit de poudre rotatif multi-laser

Une autre technique étudiée par l'ORNL, la fusion sur lit de poudre rotatif multi-laser, pourrait elle aussi faire évoluer la fabrication additive. Elle consiste à construire une pièce dans un lit de poudre à partir d'un modèle numérique, avec un niveau de précision et de flexibilité élevé. Selon Wang, membre de l'équipe du projet, cette approche ouvre des perspectives pour des composants sophistiqués comme les moteurs électriques, avec des applications potentielles dans l'aérospatiale et l'automobile.

Un logiciel pour piloter la qualité d'impression

L'ORNL a par ailleurs développé un logiciel dédié aux imprimantes 3D à lit de poudre, qui s'appuie sur l'intelligence artificielle pour évaluer en temps réel la qualité de l'impression à partir des images captées par des caméras. Ce logiciel a notamment permis de diviser la roue du rover en plusieurs sections, réparties entre deux lasers : l'impression obtenue est plus uniforme et le taux de production a augmenté.

D'autres pistes en parallèle

D'autres méthodes émergent en parallèle pour la production de matériaux adsorbants et catalytiques. Du côté de la stéréolithographie (SLA), la bibliothèque de polymères photoréticulables s'élargit et il devient possible d'utiliser plusieurs résines pour une seule construction. Un système de nanoprinting, simple à mettre en œuvre et peu coûteux, a également été développé pour créer des structures 3D aux caractéristiques extrêmement fines.

Ces avancées, portées notamment par la collaboration entre la NASA et l'ORNL, montrent que l'impression 3D n'est plus seulement un outil de fabrication : elle devient un véritable moteur d'innovation, avec des implications qui dépassent largement le cadre spatial.