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Composite Moondust imprimé en 3D réputé adapté au recyclage et à la réutilisation – ImpressionEn3D.com

Le sujet de la poussière de lune – ou régolithe – est continuellement fascinant, d’autant plus qu’il offre le potentiel de construire des habitats dans l’espace. De nombreuses études ont été menées par des chercheurs afin de déterminer si le régolithe est effectivement la clé de la colonisation, d’évaluer ce qui est impliqué dans l’établissement de communautés sur la Lune ou d’autres planètes et d’explorer d’autres matériaux alternatifs.

À présent, des chercheurs chinois expérimentent un composite composé de PLA et de simulant de régolithe lunaire, un analogue d’un échantillon de sol lunaire Apollo 11 obtenu de l’Institut de géochimie de l’Académie chinoise des sciences.

Dans le but de savoir si le PLA / CLRS-1 pouvait être recyclé puis réutilisé, les chercheurs ont broyé le régolithe en poudre fine, puis séché les deux simulants avant de les mettre dans un mélangeur à grande vitesse. Les échantillons ont été conçus avec CATIA V5, imprimés en 3D sur un Funmat HT.

Dans ce cas, les tests de résistance à la traction étaient essentiels. Les chercheurs ont soumis tous les échantillons à une déformation élastique de la doublure de 4% à 8%, mais ont noté que par la suite, des écarts se sont produits:

«Les échantillons imprimés en 3D en composites PLA et PLA / CLRS-1 avec 5% en poids de CLRS-1 ont cédé après la contrainte maximale (64,3 et 55,2 MPa) avant la fracturation. Pendant ce temps, les échantillons composites PLA / CLRS-1 contenant 10% en poids de CLRS-1 présentaient peu de déformation plastique avant la fracturation, bien que des schémas de fracture fragile aient été observés.

L’équipe a conclu que le CLRS-1 a exercé une grande influence sur les propriétés et les modes de fracture des échantillons.

Dans les essais de flexion en trois points, les échantillons présentaient une déformation élastique linéaire; cependant, les composites se sont cassés après avoir cédé. Le PLA pur ne l’a pas fait, les auteurs soulignant que les résultats des tests de flexion étaient proches des résultats de traction en termes de module augmenté, de résistance réduite et d’allongement.

L’utilisation des ressources in situ (ISRU) est essentielle à la construction sur la Lune ou sur une autre planète car les astronautes ne devraient pas, dans la plupart des cas, transporter des matériaux lourds comme la saleté avec eux. Le recyclage et la réutilisation du régolithe ou des composites permettent de créer rapidement de nouveaux articles, avec des plastiques comme le PLA transformés en matière première. Cela comprend la fabrication d’outils et de fournitures, le recyclage étant réalisé soit lors de la dissolution du solvant, soit lors d’un mécanisme de broyage.

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Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé une méthode de reflux par extracteur de graisse, utilisant un solvant pour le recyclage dans un processus d’une durée d’environ trois heures:

«Après le processus d’impression 3D, les composants PLA / CLRS-1 imprimés en 3D ont été placés dans un dé d’extraction. Grâce au reflux du THF, les composants se dissolvent lentement dans la solution. Le PLA dissous a ensuite été chauffé au reflux dans un ballon avec le THF. Le régolithe lunaire a été tamisé au besoin, qui s’est ensuite accumulé dans le dé d’extraction pour la collecte après la dissolution des composants PLA – régolith imprimés en 3D. Ensuite, le PLA et le THF ont été séparés et recyclés en utilisant la méthode d’évaporation rotative, puis réservés pour une utilisation future.

L’analyse a montré que le PLA recyclé pouvait être réutilisé, après examen de la structure chimique et du poids moléculaire, qui n’était que légèrement réduit. Les auteurs espèrent qu’à l’avenir, les scientifiques pourront s’appuyer sur cette nouvelle perspective pour utiliser et recycler des matériaux avec le régolithe lunaire.

[Source / Images: “3D Printing and Solvent Dissolution Recycling of Polylactide-Lunar Regolith Composites by Material Extrusion Approach”]

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