STUDENTI INGEGNERI PROGETTANO UNA STAMPANTE 3D ORBITALE PER LA COSTRUZIONE DI ANTENNE
Gli studenti di ingegneria dell’Università di scienze applicate di Monaco hanno sviluppato una nuova stampante 3D in grado di fabbricare satelliti in Low Earth Orbit (LEO).
Costruito come parte del progetto “AMIS-FYT” , il sistema basato sull’estrusione del team è progettato per costruire pannelli solari o antenne in condizioni di gravità zero. La nuova macchina riduce potenzialmente la necessità di lanciare macchinari pesanti nello spazio, risparmiando risorse e consentendo al contempo di trasportare più carburante, allungando le missioni future.
“Per i satelliti, il carburante è di solito il fattore limitante e attualmente dura circa 15 anni”, ha spiegato Torben Schäfer, addetto stampa del team AIMIS-FYT. “Il nostro processo di stampa 3D può stampare direttamente strutture tridimensionali nello spazio utilizzando un adesivo a polimerizzazione UV o un composto per impregnazione.”
I vantaggi della stampa 3D orbitale
Di solito i veicoli spaziali vengono sviluppati, testati e assemblati sulla Terra, prima di essere lanciati nello spazio tramite un veicolo di lancio verso la loro posizione di missione. Anche parti di satelliti come guide d’onda stampate in 3D o scambiatori di calore fabbricati con additivi con chiare applicazioni spaziali, vengono costruite qui e poi trasferite in orbita da un vettore commerciale.
Sebbene costruire dispositivi sulla terraferma possa essere più conveniente che in LEO, richiede che ogni componente sia rinforzato, in modo che siano in grado di resistere alle sollecitazioni del lancio iniziale. Tuttavia, queste parti di volume maggiore occupano spazio prezioso a bordo delle loro navette di lancio, riducendo la quantità di carburante che può essere trasportata e aumentando il costo della missione.
Per combattere questo, gli studenti dell’Università di Monaco hanno sviluppato una nuova stampante 3D progettata per produrre componenti aerospaziali in orbita, eliminando la necessità di trasportarli del tutto. La fabbricazione a gravità zero ha anche altri potenziali vantaggi, poiché le parti prodotte con additivi non devono soddisfare i requisiti di durata del lancio, il che significa che possono essere adattate per soddisfare meglio le esigenze della loro missione.
Come molte stampanti 3D convenzionali, il sistema del team è dotato di un estrusore fotopolimerico, ma invece di creare parti in un approccio strato per strato, il nuovo sistema le costruisce utilizzando solo il movimento della sua testina di stampa. Estrudendo direttamente nello spazio, la macchina è in grado di produrre oggetti complessi senza la necessità di strutture di supporto, o anche un punto di ancoraggio fisso come una piastra di pressione.
Per dimostrare le capacità della loro stampante, gli ingegneri hanno stampato in 3D una gamma di aste di forma diversa in condizioni di gravità zero. Durante i test, il team ha utilizzato una telecamera IDS ad alta risoluzione specializzata, che ha permesso loro di monitorare da vicino i progressi dell’ugello, nonostante le difficili condizioni di illuminazione che simulavano quelle in LEO.
“Poiché ci sono solo venti secondi di gravità zero su un volo parabolico, salviamo solo le informazioni più importanti”, ha spiegato Schäfer. “Con l’aiuto dell’IDS, siamo stati in grado di integrare perfettamente la telecamera nel nostro sistema di monitoraggio. Questo feed live ci ha reso più facile configurare e analizzare rapidamente la testina di stampa. “
In seguito ai test di successo, il team ritiene che il loro sistema potrebbe essere utilizzato come mezzo per fabbricare specchi di antenna ottimizzati o strutture di montaggio per generatori solari. In particolare, gli ingegneri si rivolgono a produttori e distributori di satelliti, che stampando in 3D parti in LEO, riducono i costi di lancio e di produzione.
Andando avanti, gli studenti ora intendono continuare a ottimizzare la loro macchina tramite test senza peso dell’Agenzia spaziale europea (ESA), al fine di dispiegarla nello spazio e dimostrare il suo potenziale per l’uso finale nelle missioni future.
