3Dプリントされたレゴリスで作られた月面居住モジュールのプロトタイプが、圧力試験中に崩壊しました。構造物は衝撃ではなく、内部の減圧によって爆発的に破壊されました。フォレンジックシミュレーションチームは、GOM Inspect、Ansys、Autodesk Fusion、Blenderからなるパイプラインを使用して、材料の多孔性と層間の低い接着性に焦点を当て、破壊を分析しました。
デジタル診断：粒状材料における多孔性と接着性 🧪
分析はGOM Inspectから始まり、崩壊したドームの形状をスキャンして塑性変形を捉えました。このモデルはAutodesk Fusionにインポートされ、印刷シーケンスを再構築し、疑わしい層を特定しました。Ansysでは、シミュレートされたレゴリスのパラメータを使用して粒状材料モデルが設定されました。シミュレーションにより、特定の領域で15%を超える多孔性が亀裂の起点として機能したことが明らかになりました。内部圧力が加えられると、低い接着性（ビード間の溶融不足によって検出）を持つ層が降伏し、爆発的な減圧を引き起こしました。Blenderは破壊の進行を可視化するために使用され、高い多孔性のポイントに応力が集中する様子を示しました。
地球外居住モジュールへの教訓 🚀
このケースは、地球外環境における材料疲労が絶対的な強度だけでなく、印刷プロセスの均一性に依存することを示しています。フォレンジック3Dパイプラインにより、標準的な試験では見逃される凝集不良を特定することが可能です。将来の月面居住モジュールでは、各層の密度をリアルタイムで監視し、焼結温度を調整して、このような壊滅的な崩壊を引き起こす低い接着性を回避することが重要になります。
破壊が進行性ではなく爆発的であったことを考慮すると、焼結されたレゴリスの内部圧力負荷下での固有の脆性を予測するために、3Dパイプラインではどの材料疲労指標を優先すべきでしょうか？
(追記：材料疲労とは、10時間のシミュレーション後のあなたの疲労のようなものです。)