月のダストから製造：Lithoz 3Dプリンターが月面ステーション用のツールを製造
サイエンスフィクションでしょうか？いいえ、全く違います！月に家を建てることは、単なる大胆な構想ではありません - 人間を地球の衛星に戻すことを目標とする国際的なアルテミス プログラムのおかげです。欧州宇宙機関 (ESA) のプロジェクトのために、アディティブマニュファクチャリングにおけるテクニカルセラミックのスペシャリストであるウィーンの Lithoz GmbH は、3Dプリンティングを使用して、月のダストによって工具や建設材料を現場で製造する方法を研究しています。材料はツビツクローエルの試験機で試験されています。
”想像出来る事は、実現出来る”（出典：80日間世界一周、ジュールヴェルヌ）
海沿いの家 - あるいは山の中夢ではありませんしかし、月に家は？地球、宇宙、そして天の川を眺めながら？サイエンスフィクションの映画や小説のシーンのように聞こえるかもしれませんが、研究者や科学者は、国際宇宙機関とともに、現在のアルテミス月ミッションの場合と同様に、かなり長い間取り組んできました。ビジョン：短期的であろうと長期的であろうと、月に宇宙基地を建設することです。目的：そこからさらに宇宙へ、さらには火星へと進み、太陽系の探査を続け、新しい未知の銀河を追跡して探査することでさえ。。。
この目標に大きな一歩を踏み出すために、専門家達は月面ステーションの建設が必要であり、長期的には不可欠であると考えています。この前哨基地は、すでに数多くのSF映画に登場しており、地球から月までの長くて非常に費用のかかる輸送ルートを大幅に短縮することができます。
ISRU の原則： その場での資源を活用（in situ resource utilization）
解決策は：月のレゴリス、つまり月のダストです。これは、地球の衛星に大量に存在し、ISRU の原則 (現地の資源活用) に従って、月面基地に必要な建材、道具、さらには家具を生産するための原材料として現地で調達できるためです。宇宙探査における ISRUの目的は、利用可能な資源/原材料を収集し、それらを処理して、地球から輸入しなければならない材料を置き換えるために使用することです。
欧州宇宙機関 (ESA) が取り組んでいる計画によると、3Dプリントを使用して、月面基地をこういう方法で完成させるという事です。基本的には、月に3D プリンターを設置して、必要な材料とツールを印刷するだけで済みます。この目的のために、車両が月の粉塵を収集し、他のいくつかの物質を追加することで、印刷することが可能になるはずです.その他の利点: 専門家の見積もりによると、3Dプリンティングを可能にするベース材料に必要な原材料はわずか1%であり、これはコスト削減の点でも有利です。
本物の月のダストは使えません – 合成素材で試験
ムーン ダストプロジェクトでは、ウィーンの Lithoz GmbH がこの問題に取り組んでおり、2011 年の設立以来、高度なセラミックス向けのアディティブマニュファクチャリングシステムの分野におけるスペシャリストであり、グローバルマーケット リーダーとなっています。ウィーン工科大学 (TU) の 2人の卒業生と現在の幹部Johannes とJohannes Homaによって設立された Lithoz GmbH のエンジニアとオペレーターが、合成された月のダストからツールと摩耗部品を製造するプロセスに取り組んでおり、 さらに、これらの材料の特性を試験しています。
地球上には以前の月ミッションで使用された約400キログラムの月の岩石が存在しますが、化学反応性が高く、空気や湿気にさらされているため、今日の実験目的には使用できません。
科学者は、地上の材料を合成することで、実際の月のレゴリスと同様の化学的、機械的、および工学的特性を持つ、いわゆる月のレゴリスの模倣物を生成します。欧州宇宙機関 (ESA) とのLUPIN研究の一環として、Lithoz GmbH は、リソグラフィベースの印刷技術を使用してレゴリスを処理する方法を開発しました。LCM 3Dプリンティングでは、光反応性有機結合剤を含むセラミックスラリーが層ごとにピクセル精度で青色光にさらされ、適切な場所で硬化して、さらなる処理のために完璧な機械的強度のグリーン状態のセラミックパーツを生成します。
Homa：”結果の品質を重視する場合、当社のLCMテクノロジーは、セラミックLCM 3Dプリントのゴールドスタンダードです。”
月のダストの安定性は、圧縮および3点曲げ試験によって試験が行われます。
また、将来Lithoz3Dプリンティングによって部品が月面で製造される場合、試験機メーカーのツビックローエルもプロジェクトに参加し、その成功に貢献すると思われます。その理由として： 機械開発、材料試験、プロセス開発の観点から、言い換えれば、会社を今日の場所に導くために、2 人の創業者であるBenediktとHomaは、ウィーン工科大学の学生時代にツビックローエルの試験機を使用していました。”私たちは大学時代に3Dプリンティングの最初のステップを経験しました。したがって、私たちはツビックローエルの試験機の信頼性と精度を経験しており、高く評価しています”と Lithoz GmbH のCTOである Johannes Benedikt は述べています。
11月には、Lithoz GmbHとの契約の下、ウルムのツビックローエルの材料エンジニアが、ウィーンで以前に試験された月のダストの試験片を試験し、それらが宇宙でのツールまたは建築材料のベース材料として使用するのに適しているかどうかを判断しました。 月で何かが壊れた場合に備えて、店に立ち寄って交換品を購入することは、現実としてはあり得ません。
”このような場合のフォローアップ試験は常に大変有用であり、それによりプロセスが継続的に改善されると考えています”と CEOのHomaは説明しています。圧縮と3点曲げ試験を含む2日間の試験”私たちにとって、レゴリスを使った材料試験は目新しさを感じましたが、顧客の特殊な要件に適うかたちで、非常にうまく実行することができました”と、ツビックローエルのムーンダストプロジェクトの試験片試験の主任材料エンジニアであるTobias Ebnerは結論付けました。また彼はこうも付け加えています：”材料が月面基地の建設に適しているかどうか、どの程度適しているか、または適合させる必要があるかどうかなど、試験結果の評価は、現在、お客さんに委ねています。”
現在、Lithoz GmbHによって実施された2日間の品質試験の結果と調査結果が分析され、欧州
宇宙機関 (ESA) と議論され、その後正式に公にされる予定です。
”当社は科学のコミュニティーではよく知られた存在です”
セラミック3Dプリンティングの分野の急成長の中、Lithoz GmbHは、まもなく耳にすると思いますが、特別な3つの点に特徴があります - もう少し具体的にいうと - 宇宙分野において：基礎研究と応用研究からすぐに使える製品の開発に至るまで、Lithoz GmbHはオーダーメイドのソリューションを使用して3Dプリントの包括的なノウハウを提供しています。この点が、ESA (欧州宇宙機関) のパートナーとなり、このオーストリアの会社と緊密に協力している理由の1つです。加えて、2人の経営陣はアカデミックなバックグラウンドであるため、科学界との良好な関係を維持しており、同社はよく知られているとCEOのJohannes Homa氏は述べています。起業家としての成功にもかかわらず：Lithoz GmbH は、完全に独立して働くわけではなく、その成長にもかかわらず、地に足をつけ続けることに重点を置いています：同社は135人以上の従業員を雇用し、主にウィーンの本社で生産と開発を行っており、研究、科学、産業の分野の専門家との緊密な協力関係を構築しています。
可能性の限界を押し広げ、新しい分野に進出する
Lithoz CEOのHoma氏によると、月面での宇宙基地の建設が始まる前に、地球にはまだいくつかの太陽軌道があります。そして彼は、月への道は容易ではないことを強調しています。しかし、よく準備、計画され、下地が作られつつあります。したがって、基地局が月に建設されるのは時間の問題です。Lithoz GmbH は、最高品質のセラミックプリンティングを提供し、継続的にセラミック開発の限界を押し上げるという使命を果たすために順調に進んでいます。”私たちは未知の銀河に足を踏み入れ、新しい世界を探索する人々に貢献したいと考えています”とセラミックのスペシャリストは、同社の抱負を説明しています。
”月面基地の建設は、宇宙旅行の大きな一歩であり、人類にとって画期的な出来事です。Lithoz GmbH は、このエキサイティングな計画と進歩に参加する準備ができています。”さらにBenediktは付け加えています：”月に向かう誰もが、私たちを追い越すことはできません。信頼できるパートナーとして、ツビックローエルは非常に重要なデータベースを提供してくれ、このミッションに重要な役割を果たしてくれています。ツビックローエルのサポートにより、私たちは大きく前進しました。私たちは、本当の意味で星に到達し、考えられることを可能にし、私たちの専門知識によって宇宙で計画を実現したいと考えています。”
