Un innovativo segmento di tubo stampato in 3D per satelliti: riscaldamento e sensori integrati
Il centro svizzero CSEM, in collaborazione con LISI Aerospace Additive Manufacturing e Thales Alenia Space Francia, ha sviluppato un nuovo segmento di tubo stampato in 3D che unisce funzionalità di riscaldamento e rilevazione della temperatura. Questo componente è stato creato nell’ambito del progetto europeo AHEAD, focalizzato sullo sviluppo di dispositivi avanzati per lo scambio termico. Destinato principalmente ai sistemi di controllo termico dei satelliti, il progetto potrebbe anche aprire opportunità in altri settori, come le applicazioni IoT.
Un design avanzato per il controllo termico nei satelliti
Il segmento di tubo è impiegato nei circuiti di pompaggio meccanico (MPL), utilizzati per il trasporto di fluidi, come l’ammoniaca, attraverso i satelliti per regolare la distribuzione del calore. Questo innovativo segmento svolge due funzioni essenziali: riscalda localmente il liquido di raffreddamento e misura al contempo la temperatura, permettendo così di ottimizzare il controllo termico. Realizzato in acciaio inossidabile 316L, il tubo è prodotto con la tecnologia Laser Powder Bed Fusion (LPBF) e presenta dimensioni contenute: pesa 115 grammi, ha una lunghezza di 150 millimetri e può operare in un intervallo di temperatura che va da -65 °C a +85 °C, con una pressione che arriva fino a 48 bar.
Tecnologia additiva per un design integrato
Il punto di forza di questo segmento di tubo è il design che integra direttamente nella sua struttura i fili riscaldanti, i sensori di temperatura e le connessioni. L’approccio di produzione additiva riduce la necessità di assemblare componenti separati tramite incollaggio o cablaggio, semplificando la costruzione e aumentando l’affidabilità. Hervé Saudan, project manager del CSEM, ha sottolineato che il posizionamento strategico dei fili riscaldanti attorno al tubo garantisce un trasferimento di calore uniforme, evitando problemi come la delaminazione o la separazione dei cavi.
Un’altra sfida nella progettazione è stata quella di assicurare l’isolamento elettrico tra i cavi e la struttura del tubo. Questo obiettivo è stato raggiunto utilizzando strutture di supporto che sono state rimosse successivamente al processo di produzione, garantendo così l’integrità del sistema. Per questa innovativa metodologia, il team ha richiesto un brevetto, a testimonianza della novità e dell’efficacia del suo approccio.
Applicazioni future e possibili sviluppi
Oltre all’uso nei satelliti, il design del segmento di tubo potrebbe essere adattato per altre applicazioni, come quelle legate all’Internet delle cose (IoT), dove il controllo preciso della temperatura è altrettanto cruciale. Con l’evoluzione della tecnologia, si prevedono nuovi sviluppi che potrebbero ampliare ulteriormente il campo di applicazione di questo innovativo componente.
