Study on feasibility of 3D printing with moon highlands regolith simulant

The aim of this work is to assess the possibility to exploit additive manufacturing processes with Moon regolith simulant choosing the appropriate process parameters with lunar highlands regolith simulant NU-LHT-2M printed with Selective Laser Melting process. Another objective is to analyse the mechanical properties of the material to perform a comparison with the results obtained by other researchers with a particular interest in the tests on surface hardness and compressive strength. The final results prove that SLM is compatible with lunar highlands regolith simulant and the printed objects show properties potentially interesting for future applications.

Le tecnologie di manifattura additiva (AM o additive manufacturing in inglese) presentano molti aspetti che hanno attratto crescente interesse per il loro possibile impiego nell'ambito di applicazioni spaziali come candidate per il processo di colonizzazione extraterrestre poiché possono drasticamente ridurre i costi di spedizione di materiali da costruzione potendo sfruttare risorse reperibili in-situ. Purtroppo molti processi AM hanno TRL molto bassi rendendoli incompatibili con i requisiti di una missione spaziale e solo pochi hanno finora dimostrato di essere in grado di produrre risultati che possono essere riadattati per l'uso in ambiente extraterrestre.Lo scopo di questo studio è dimostrare la possibilità di sfruttamento di tecniche di manifattura additiva con simulante di regolite delle highlands della Luna scegliendo i parametri di processo più appropriati. Un altro obiettivo è la realizzazione di semplici oggetti stampati in 3D su cui eseguire test sulle loro caratteristiche meccaniche di durezza superficiale e resistenza a compressione. La scelta di usare simulante NU-LHT-2M scaturisce dal desiderio di avere un confronto diretto con i lavori pubblicati dall'Università di Loughborough e dall'Istituto Fraunhofer per le Tecnologie Laser nei quali è stato invece usato il simulante JSC-1A. La tecnologia utilizzata per la stampa 3D è il Selective Laser Melting (SLM), ormai uno standard per la manifattura additiva con polveri metalliche ma che può essere facilmente riadattato per lavorare con materiali ceramici come zirconia e allumina. Questo studio restituisce buoni risultati che confermano la possibilità di impiego del Selective Laser Melting con simulante NU-LHT-2M producendo manufatti le cui caratteristiche, sebbene migliorabili, offrono interesse per future applicazioni.