Stampante 3D per produrre elementi strutturali in orbita

Quando i supporti dei pannelli solari o le antenne satellitari vengono trasportati nello spazio a bordo di un razzo sono esposti a sollecitazioni elevate. Per semplificare la movimentazione e accelerare la produzione di questi elementi strutturali, gli studenti dell’istituto bavarese AIMIS-FYT di Monaco (Germania) stanno elaborando una soluzione basata sulla stampa 3D che permette di produrli direttamente in orbita.

Pezzi di ricambio in assenza di gravità

Il processo, che utilizza una resina fotoreattiva che indurisce con luce UV, ha richiesto la progettazione e costruzione di una stampante 3D dedicata per effettuare i test sperimentali in assenza di gravità. Alla ricerca della tecnologia lineare più adeguata, gli ingegneri si sono rivolti a igus e hanno optato per gli assi lineari SAW drylin. I moduli lineari vengono impiegati nei due assi z e nell’asse x della stampante, costituendone l’unità di azionamento centrale. Gli assi lineari in alluminio convincono soprattutto per il loro peso ridotto e perché gli elementi di scorrimento in plastica ad alte prestazioni rendono il sistema esente da manutenzione. Al fine di ridurre il gioco delle guide lineari, i futuri ingegneri hanno scelto i cuscinetti in polimero autolubrificante regolabili, mentre per poter ruotare il filamento di stampa, nella stampante è stato integrato un asse di rotazione compatto robolink D con ingranaggio senza fine.

Test in condizioni reali

Per testare la stampante e il processo, il team si è candidato per il programma ESA dell’Agenzia spaziale europea (ESA) ed è stato accettato. Alla fine del 2020 hanno avuto luogo i voli parabolici. Quando un velivolo raggiunge il punto massimo in salita e si inclina iniziando la planata viene a trovarsi in condizioni di microgravità, simili all’assenza di gravità nello spazio. Una situazione ideale per il test della stampante in condizioni reali. «In tutti gli esperimenti gli assi lineari hanno funzionato senza problemi, così durante ogni parabola siamo stati in grado di stampare una piccola asta e piccole strutture a graticcio» spiega Torben Schäfer del team AIMIS-FYT.

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