Een van de grootste uitdagingen in verband met ruimteverkenning is de ontwikkeling van productietechnologieën die de weinige hulpbronnen die beschikbaar zijn in buitenaardse omgevingen kunnen benutten. Laser-3D-printen van maanstof kan het antwoord zijn op dergelijke vragen. Het verminderen van de hogere kosten van de toeleveringsketen en de tijd die verbonden is aan ruimteverkenning waren een van de belangrijkste drijfveren die het gezamenlijke onderzoek samenbrachten namens de afdeling Werktuigbouwkunde en de afdeling Lucht- en Ruimtevaartwetenschappen en -technologie van de Politecnico di Milano naar de haalbaarheid van 3D het afdrukken van een maanregoliet-simulant (NU-LHT-2M).

Additive manufacturing of 3D-printsystemen kunnen de realisatie van componenten mogelijk maken wanneer dat nodig is, gebruikmakend van lokaal beschikbare middelen en door een directe conversie van de digitale CAD-geometrie naar het uiteindelijke object. 3D-printen kan zo de fabricage van lichtgewicht constructies mogelijk maken, met verbeterde prestaties (warmtewisseling, Impact weerstand, etc.) en grotere betrouwbaarheid door significante vermindering van het aantal componenten.

Het onderzoek werd gecoördineerd door professor Bianca Maria Colosimo, (Departement Werktuigkunde), en werd uitgevoerd met steun van de Italiaanse Ruimtevaartorganisatie (ASI) en de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). Het project zag de samenwerking van een team van de afdeling Werktuigbouwkunde dat werkte aan de ontwikkeling van de laser-3D-printer onder leiding van prof. Barbara Previtali met de steun van dr. Ali Gökhan Demir, Leonardo Caprio en Eligio Grossi (afdeling Werktuigbouwkunde), die het prototype 3D-laserstraalprinter ontwikkelde. gelijktijdig, een team van de afdeling Aerospace Science and Technology samengesteld door Prof. Michéle Lavagna, Prof. Giuseppe Sala en Lorenzo Abbondanti-Sitta droegen bij door de maanstofsimulant te leveren, meewerken aan de verschillende experimentele campagnes en materiaalkarakterisering van de eindproducten.

Eerste auteur van de studie "Het bepalen van de haalbare voorwaarden voor het verwerken van maanregolietensimulant via laserpoederbedfusie, " gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Additieve productie , is Leonardo Caprio, doctoraat kandidaat in Advanced and Smart Manufacturing aan de Politecnico di Milano. Hij verklaarde dat "een stabiele systeemarchitectuur gebaseerd op het gebruik van een efficiënte laserbron van fundamenteel belang is om de technologische overdracht van een prototypesysteem naar ruimtetoepassingen mogelijk te maken." Het onderzoek toonde aan dat maanpoeder of -regoliet in 3D kan worden geprint door de verwerkingscondities en laserparameters te optimaliseren. Na de positieve resultaten van het onderzoek, het was mogelijk om richtlijnen te definiëren voor het ontwerp van een toekomstig 3D-printsysteem voor gebruik in de ruimte.

De projectmanager van de ASI-Politecnico-overeenkomst, Danilo Rubini, zei:"Het Italiaanse ruimteagentschap, die opleiding en onderzoeksondersteuning als hoeksteen heeft, ziet partnerschappen met universiteiten van nationale excellentie als een van haar prioriteiten." Het partnerschap met de Politecnico di Milano is een perfect voorbeeld van samenwerking tussen instellingen en universiteiten die beginnen met fundamenteel onderzoek om technologieën en toepassingen te genereren die bijdragen aan sociaal-economische groei. Als we houden rekening met de impact die ruimteactiviteiten en satellietgegevens kunnen hebben op ons dagelijks leven, we kunnen zien hoe ruimte een altijd groeiend faciliterend element is. Technologische ontwikkelingen zoals 3D-printers en additive manufacturing bij toepassing op ruimte-elementen, zoals de maanregoliet, kan bijdragen aan nieuwe maanmissies door middel van in-situ-hulpbronnengebruik (ISRU), maar kan ons ook helpen te begrijpen hoe het beheer van terrestrische hulpbronnen kan worden verbeterd."