igus supporta un progetto di stampa 3D per lo spazio

Gli aspiranti ingegneri dell’Istituto AIMIS-FYT di Monaco di Baviera, in Germania, in collaborazione con igus, hanno elaborato, nell’ambito del loro corso di tecnica aerospaziale, un processo di stampa 3D per produrre pezzi di ricambio direttamente nello spazio. Gli studenti hanno già costruito una stampante 3D per i test sperimentali in assenza di gravità. Per la tecnologia lineare, supportati dagli esperti di igus, gli studenti hanno optato per gli assi lineari SAW drylin, leggeri ed esenti da manutenzione.

Quando i supporti dei pannelli solari o le antenne satellitari sono trasportati nello spazio a bordo di un razzo, sono esposti a sollecitazioni elevate. Il progetto sviluppato dagli studenti tedeschi ha l’obiettivo di semplificare questo tipo di trasporto e accelerare la produzione di questo genere di elementi strutturali, anche nello spazio.

Il processo con il quale, attualmente, si trasportano certe apparecchiature nello spazio è molto costoso e spesso poco efficiente. Infatti, le parti strutturali sono pensate per resistere alle sollecitazioni estreme che si creano nella fase di lancio di un vettore spaziale. E risultano sovradimensionate per quanto riguarda la successiva durata d’esercizio attesa. Se si considerano, inoltre, i costi elevati dell’operazione e lo spazio limitato a bordo del razzo, servono soluzioni alternative.

Il processo elaborato dagli studenti tedeschi prevede l’utilizzo di resina fotoreattiva con luce UV, che la indurisce. Per i test sperimentali in assenza di gravità è stato necessario progettare e costruire una stampante 3D.

I moduli lineari SAW drylin sono impiegati nei due assi z e nell’asse x della stampante, costituendone l’unità di azionamento centrale. Gli assi lineari in alluminio sono stati ritenuti strategici soprattutto per il loro peso ridotto e perché gli elementi di scorrimento in plastica rendono il sistema esente da manutenzione. Per  ridurre il gioco delle guide lineari, i futuri ingegneri hanno scelto i cuscinetti in polimero autolubrificante regolabili. E 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 FlyYourThesis! dell’Agenzia spaziale europea (ESA) ed è stato accettato. A fine 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. Questa situazione è stata ritenuta adatta 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.

igus sostiene progetti come l’AIMIS-FYT nell’ambito del suo programma YES. Con questa iniziativa rivolta al mondo accademico, l’azienda vuole supportare alunni, studenti e docenti con campioni gratuiti, sconti e sponsorizzazioni per favorire lo sviluppo di progetti innovativi. Maggiori informazioni sono disponibili su www.igus.it/info/company-young-engineers-support.

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