Stefan Gräfe (rechts) konstruierte mehrere Bauteildesigns. Neben dem Einhalten der strengen Vorgaben verfolgte er das Ziel, den Nachbearbeitungsaufwand so gering wie möglich zu halten. (Bildquelle: Fraunhofer IPT)

Il Fraunhofer Institute for Production Technology IPT di Aquisgrana ha prodotto strutture di supporto superleggere ed estremamente stabili per esperimenti in assenza di gravità. Questi componenti sono stati sviluppati per gli esperimenti effettuati dai membri del team KSat eV dell’Università di Stoccarda a bordo del trasportatore spaziale SpaceX Cargo Dragon diretto alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

Tre esperimenti di KSat eV riguardano l’ottimizzazione dei componenti meccanici utilizzando i ferrofluidi e la prolungazione della loro durata utile in assenza di gravità. Uno dei tre esperimenti utilizza un sistema di controllo dell’assetto con ferrofluido, mentre gli altri due esperimenti riguardano un interruttore elettrico e uno termico.

Gli ingegneri aerospaziali sono sfidati a creare parti soggette a usura resistenti nello spazio perché non possono essere facilmente sostituite. Questo è il motivo per cui il Fraunhofer IPT ha progettato e prodotto quattro componenti strutturali di supporto leggeri e stabili per il setup sperimentale, che sono stati sviluppati con l’obiettivo di resistere alle forti vibrazioni durante il volo nello spazio, in particolare durante la fase di lancio e di rientro nell’atmosfera terrestre.

Gli studenti di KSat eV hanno richiesto che i componenti strutturali fossero il più possibile aperti per garantire una buona circolazione dell’aria per il raffreddamento degli esperimenti. Inoltre, i componenti non potevano pesare più di 400 grammi in totale.

Stefan Gräfe, esperto di produzione additiva presso il Fraunhofer IPT, ha progettato diversi modelli dei componenti strutturali e ha utilizzato Laser Powder Bed Fusion (LPBF) come processo di produzione. L’acciaio inossidabile è stato scelto come materiale per la produzione dei componenti, in modo da poter produrre sia le aree aperte per la circolazione dell’aria che le strutture cave per ridurre il peso.

Le misurazioni finali hanno mostrato che la strategia del team Fraunhofer ha funzionato perfettamente. Le strutture di supporto pesano complessivamente appena 141 grammi e hanno superato gli stress test presso il Centro aerospaziale tedesco (DLR) di Colonia. La configurazione sperimentale rimarrà sulla ISS per le prossime settimane per proteggere gli esperimenti degli studenti di Stoccarda.

Stefan Gräfe (a destra) ha realizzato diversi progetti di componenti. 
Oltre a rispettare le rigide specifiche, mirava anche a mantenere il più basso possibile lo sforzo di post-elaborazione. 
(Fonte immagine: Fraunhofer IPT)

Di Fantasy

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