Publié le 01 juillet 2024

Metal 3D : des impressions en 3D de pièces métalliques dans l’ISS

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Le 30 janvier dernier, s’élançait en direction de la Station spatiale internationale la mission Cygnus NG-20, chargée d'une imprimante 3D capable de fabriquer des pièces métalliques en micropesanteur.
Modèle de vol de l'imprimante Metal 3D
Modèle de vol de l'imprimante Metal 3D. © ESA

Publié le 9 février 2024

 

Développée par Airbus Defence and Space pour le compte de l'ESA et opérée par le CADMOS, centre dédié aux activités en micropesanteur du CNES, l'imprimante Metal 3D est une expérience pionnière dans l'ISS.

 

Comment ça fonctionne ?

Pour commencer, le fil d'acier inoxydable est poussé dans la zone d'impression. L'imprimante le fait ensuite fondre à l'aide d'un laser, un million de fois plus puissant qu'un pointeur laser classique. L'imprimante ajoute ensuite le métal fondu à l'impression.

Les normes de sécurité dans l'ISS sont assez strictes… Et heureusement pour nos astronautes ! Le point de fusion du métal se situant aux alentours de 1400°C, l'imprimante Metal 3D sera enfermée dans une boîte totalement scellée. Avant sa mise en marche, l'oxygène de cette boîte sera entièrement  remplacé par de l'azote, bien moins inflammable. Cela évitera en outre au métal de s'oxyder au contact de l'oxygène.

Prochaine étape : l'installation à bord de l'ISS

L'imprimante Metal 3D sera mise en place d'ici quelques jours, dans le module Columbus de l'ISS et plus précisément dans l'EDR-2 (European Drawer Rack 2). Comme son nom l'indique, il s'agit d'une imprimante 3D destinée à créer des pièces en métal par superposition de différentes couches. Etant donné que dans l'ISS il est impossible de faire fusionner du métal comme sur Terre, cette imprimante fonctionnera à partir du même procédé que celles utilisant du plastique : avec un filament. 

Ce sera l'astronaute de l'ESA Andreas Mogensen qui la réceptionnera et se chargera de l'installer dans le rack.

L'imprimante pèse 180kg : difficile à manutentionner sur Terre... Ce sera pourtant un vrai jeu d'enfant dans l'ISS pour Andreas Mogensen grâce à la micropesanteur !

4 tests d'impression sont prévus afin de recréer des pièces déjà imprimées sur Terre. Il est ainsi prévu que l'imprimante crée 4 pièces d'environ 125g chacune, dont l'impression prendra à chaque fois 4 semaines environ (à raison d'un fonctionnement de 3h30 par jour). 

L'objectif est de démontrer qu'il est possible de fabriquer des pièces en métal directement dans l'espace.

Test d'impression 3D de pièces en métal au sol avec l'imprimante expérimentale Metal 3D
Test d'impression 3D de pièces en métal au sol avec l'imprimante expérimentale Metal 3D © Airbus Space and Defence SAS

A terme, l'objectif de cette imprimante 3D sera de permettre aux astronautes d'être autonomes dans la conception et la réalisation de petites pièces en métal, pour réaliser par exemple de petites réparations. Une sœur jumelle terrestre de Metal 3D est installée au CADMOS : une équipe dédiée étudiera ainsi la faisabilité d'un tel défi et pourra comparer les pièces réalisées sous la contrainte de la gravité terrestre à celles créées dans l'ISS, en micropesanteur.
 

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