INTERVISTA: COME LA STAMPA 3D STA CONSENTENDO A PYTHOMSPACE DI COSTRUIRE UN SISTEMA DI TRASPORTO SPAZIALE PRIVATO
Dopo aver annunciato che il motore a razzo a grandezza naturale stampato in 3D della sua azienda sarà sottoposto a test a caldo questo lato del Natale, il co-fondatore di PythomSpace Tom Sjogren spiega come l’azienda sta sfruttando la stampa 3D per la creazione di parti di motori a razzo per uso finale.
Con sede a Bishop, in California, PythomSpace ha stretto una partnership con GKN Additive , una sussidiaria della società aerospaziale e automobilistica britannica GKN , per la creazione del suo motore a razzo Asterex, che è attualmente sulla buona strada per un lancio suborbitale nel quarto trimestre del 2021, e un pieno lancio in orbita nel 2022.
“Il nostro motore è simile a quello utilizzato sull’Apollo Lunar Lander ed è prodotto nello stesso materiale – Inconel, tranne il nostro è stampato in 3D”, ha detto Sjogren. “La produzione raid offre importanti vantaggi, ma è facile sottovalutare l’artigianato ancora coinvolto in essa.”
PythomSpace è stata fondata dagli avidi esploratori Tina e Tom Sjogren, una squadra di marito e moglie che hanno scalato l’Everest, sciato ai poli nord e sud, attraversato il Borneo a piedi e attraversato l’Atlantico dall’Europa al Sud America, insieme a numerose altre avventure. La coppia ha inventato un sistema di comunicazione satellitare leggero per mantenere i propri seguaci e sponsor aggiornati sulle loro spedizioni, che presto è diventato un business e li ha introdotti nel mondo della “tecnologia estrema”. Il pianeta Terra è ormai diventato troppo piccolo per gli Sjogren e negli ultimi anni hanno rivolto la loro attenzione all’esplorazione di ciò che si trova oltre le stelle.
“Lo spazio è diventato una nuova frontiera naturale dopo che eravamo stati ovunque e la nostra esperienza con la tecnologia all’avanguardia ci ha dato la fiducia necessaria per entrare in campo e vedere fino a che punto potevamo spingerci”, spiega Sjogren. “Nel frattempo, il mondo è cambiato a nostro favore. Costruire un razzo privato e un sistema di trasporto spaziale sarebbe stato quasi impossibile 20 anni fa, ma grazie al progresso del CAD, della produzione rapida, dell’intelligenza artificiale, dei nuovi materiali e dei costi molto più bassi, lo spazio non è più chiuso ai piccoli imprenditori “.
La Sjogrens ha parlato con 15 diverse tipografie prima di approdare su GKN, che è stata scelta per i suoi tempi di risposta rapidi, feedback qualificato, output di alta qualità e prezzo ragionevole. Il primo motore stampato in 3D con GKN è stato sviluppato per i test in acqua e gli Sjogren sono rimasti colpiti dai risultati. Nelle ultime due settimane, hanno ordinato il loro secondo motore da GKN da utilizzare per i test a caldo alla fine di questo mese.
Il motore a razzo Asterex di PythomSpace è “dato per la stampa 3D” secondo Sjogren. Con temperature che raggiungono i 3.000 gradi Celsius all’accensione, una temperatura che fonde la maggior parte dei metalli, il motore deve essere raffreddato con una combinazione di canali di raffreddamento stretti e complessi. Questi canali sono difficili e richiedono tempo per la produzione con strumenti tradizionali, ed è qui che entra in gioco la produzione additiva. Utilizzando la stampa 3D, i canali possono essere formati dieci volte più velocemente rispetto ai metodi tradizionali e costano anche una frazione dei costi tradizionali: 100 volte meno, rivela Sjogren.
L’Asterex è stampato in una parte solida con un iniettore a farfalla in tre parti all’interno, che è il minor numero di parti per comporre un motore completo con un iniettore, per quanto ne sanno gli Sjogren. Dopo che il motore è stato stampato, alcune delle sue superfici vengono lavorate con la rugosità corretta. Le parti prodotte sono tutte progettate per l’uso finale, inclusa parte dell’impianto idraulico e alcune delle valvole del motore.
“Guardiamo alla stampa 3D per quasi ogni singolo componente, ma è un equilibrio”, continua Sjogren. “A volte i metodi di produzione tradizionali sono più economici o di qualità migliore. I tubi e altre parti semplici possono essere troppo costosi da stampare, anche se ora stiamo stampando il motore anche con alcune flange in posizione, per ridurre al minimo le saldature.
“I SERBATOI DI PROPELLENTE E ALTRE STRUTTURE DI GRANDI DIMENSIONI POTREBBERO ESSERE STAMPATI IN 3D, MA I MATERIALI COMPOSITI, L’ALLUMINIO O L’ACCIAIO SUPERANO ANCORA LA PRODUZIONE ADDITIVA. FORSE NON PER MOLTO PERÒ. “
PythomSpace utilizza principalmente Inconel 625 e 718 per stampare in 3D il motore a razzo, poiché oltre a offrire una buona resistenza al calore e alla corrosione è facile da saldare, necessario per il fissaggio di flange e tubi. Nel frattempo, i serbatoi del propellente e le strutture monoscocca sono realizzati in compositi di alluminio o carbonio, mentre alcune altre parti sono inossidabili.
“Oggigiorno esistono diversi metodi di produzione rapida e interessanti con macchine guidate da software ma senza la stampa 3D, la nostra azienda aerospaziale semplicemente non esisterebbe”, aggiunge Sjogren. “L’integrazione con gli strumenti di progettazione digitale, l’accelerazione della scelta dei materiali, le numerose opzioni di produzione su scala globale, il basso costo e la rapidità di consegna, sono tutte senza precedenti per le nostre esigenze”.
Una volta ricevuto il suo motore stampato in 3D da GKN, PythomSpace cercherà di testarlo a caldo nel prossimo mese. L’azienda sta pianificando un lancio di razzi suborbitali per la fine del 2021 e spera di lanciare il suo razzo stampato in 3D in orbita ad un certo punto nel 2022.
