Dans le cadre du cours MEC8370 – Projet intégrateur IV, une équipe multidisciplinaire de 21 étudiants en ingénierie a été mandatée par l’Agence Spatiale Canadienne (ASC) pour concevoir une imprimante 3D lunaire utilisant des granules de composites de régolithe et de polyéthylène à faible densité (LDPE). Ultimement, le produit conçu doit être envoyé sur la Lune par fusée et doit y être utilisé pendant 1 journée lunaire en étant alimenté par la station spatiale lunaire.
Mentorée par l'Agence Spatiale Canadienne (ASC), un doctorant du Laboratoire de mécanique multi-échelles (LM
2), un ingénieur en conception d'imprimantes 3D haute température de Aon3D et une doctorante de l'École de Technologies Supérieures (ÉTS), l’équipe Space Matters a eu 8 mois et environ $20 000 CAD pour concevoir et fabriquer une solution, présentée ci-bas.
- Une extrudeuse à simple vis fabriquant des granules de composites à partir de granules de polymères et une poudre de simulant de régolithe (RS);
- Une imprimante 3D permettant l’impression de pièces fonctionnelles à partir des granules préalablement fabriqués par l’extrudeuse.
L’extrudeuse est capable d’extruder un polymère jusqu’à 450
°C grâce à 1000 W de puissance thermique et de résister à une poussée axiale théorique de 3,85 kN. Des granules à base de LDPE à 70%m en RS en entrée ont aussi été fabriqués.
L’imprimante possède un lit en aluminium de 25 x 25 cm pouvant atteindre 180
°C , une extrudeuse à granules commerciale du fabricant Extrudinaire pouvant extruder des polymères jusqu’à 500
°C et une chambre isolée et chauffante atteignant 75
°C .
En somme, l’équipe Space Matters a seulement partiellement rempli son mandat. Des matériaux composites avec un ratio de RS excédant 30%m pour des matériaux à base de PEI et LDPE ont été fabriqués, mais aucune pièce fonctionnelle n’a été produite utilisant un ratio de RS excédant 30%m.
