IMPERIAL : la nouvelle imprimante 3D pour les futures missions spatiales

L’impression 3D et l’aérospatiale sont étroitement liées, particulièrement dans le contexte de l’exploration spatiale. En effet, l’intérêt de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) pour la fabrication additive remonte à plusieurs années. L’imprimante 3D IMPERIAL en est le parfait exemple. Conçue par OHB System AG en collaboration avec Azimut Space, Athlone Institute of Technoogy et BEEVERYCREATIVE, cette machine a été créée pour imprimer des pièces plus grandes que son volume disponible. Lancé en 2019,  le projet IMPERIAL avait pout objectif de mettre au point une imprimante 3D grand format destinée à être utilisée à bord de la Station spatiale internationale (ISS).

Cette innovation permettra de produire des structures, des outils et des pièces de rechange au cours des futures missions spatiales de longue durée. Cette imprimante 3D vise avant tout de simplifier les opérations des astronautes en leur assurant un accès rapide et efficace aux composants essentiels tout au long de leurs missions.

IMPERIAL : Imprimer dans un environnement zéro gravité

L’imprimante IMPERIAL a été spécialement conçue pour répondre aux exigences de fabrication de la Station spatiale internationale (ISS), tout en surpassant les limitations courantes des imprimantes 3D. Son point fort réside dans sa capacité à imprimer en continu, dans des conditions de microgravité, c’est à dire un environnement de gravité proche de zéro. Par ailleurs, à la différence des imprimantes traditionnelles, qui sont limitées par la taille de leur plateau d’impression, cette imprimante offre une solution plus flexible. Afin d’assurer une impression ininterrompue de pièces de grande taille, l’IMPERIAL propose une innovation ingénieuse : un plateau d’impression sous la forme d’un tapis roulant.  Ce dispositif déplace l’impression le long d’un seul axe, permettant ainsi la production continue de pièces, éliminant les contraintes traditionnelles et élargissant les possibilités de la fabrication additive dans un contexte spatial.

Francesco Caltavituro, ingénieur spatial et systèmes chez OHB qui a travaillé sur le projet, explique : « Tout peut être imprimé maintenant. Nous sommes capables d’imprimer des pièces fonctionnelles, notamment des outils, nous pouvons traiter différents matériaux, ou la structure de très gros objets, comme les télescopes. Nous pouvons désormais imprimer tout ce qui doit résister à l’environnement hostile de l’espace ». Conçue pour fonctionner en apesanteur, l’imprimante excelle également dans l’impression de pièces en polymères hautes performances, tels que le PEEK, tout en préservant la qualité comparable à celle obtenue sur Terre. « Tout peut être imprimé, surtout si vous souhaitez utiliser des thermoplastiques hautes performances (PEI, PEEK et PEKK), cette imprimante peut les gérer », ajoute Francesco Caltavituro. Afin d’utiliser ces matériaux, choisis pour leurs excellentes performances mécaniques et thermiques, une solution a été mise en place pour maintenir une température constante à l’intérieur et à l’extérieur de la machine, le long du mécanisme du tapis roulant. La machine dispose d’un plateau chauffant, favorisant ainsi l’obtention d’impressions homogènes. Ce dispositif contribue à prévenir tout rétrécissement ou déformation des pièces pendant le processus d’impression.

Après avoir réussi à créer le prototype sur Terre, l’étape suivante est de tester l’imprimante IMPERIAL dans l’environnement de microgravité de la Station spatiale internationale (ISS) ou sur des plates-formes similaires, comme le Space Rider de l’ESA. Bien que la technologie soit prête pour ces essais, aucune date précise n’a encore été fixée.

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*Crédits photos : ESA