I satelliti si stampano in 3D con materiali compositi

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L'industria spaziale è in fermento per la rivoluzione indotta dall’aumento dei piccoli satelliti prodotti e lanciati in orbita. Le tecnologie di fabbricazione additiva non solo stanno supportando questo cambiamento, ma hanno anche raggiunto nuovi traguardi producendo componenti strutturali per i satelliti miniaturizzati, grazie all’utilizzo di materiali compositi ad alte prestazioni.

Crp Technology ha sviluppato una notevole esperienza in questo campo, fornendo soluzioni all'avanguardia ai leader mondiali di settore.

Un esempio recente è rappresentato dalla collaborazione di Crp Technology con il LISA (Laboratoire InterUniversitaire des Système Atmosphérique), per il quale l’azienda di Modena ha stampato in 3D un nano satellite 3U CubeSat. Il progetto ha visto la supervisione del CNES e della Space Campus University.

L'obiettivo era sviluppare e creare un satellite dimostratore cubesat per il volo nell’orbita terrestre bassa. Il dimostratore doveva risultare idoneo ai test di vibrazione (che determinano la resistenza al lancio) e ai test di termovuoto per il controllo del ciclo termico. In più doveva resistere ai requisiti di degassamento.

La struttura del CubeSat è un elemento fondamentale per la riuscita dell’intera missione in quanto deve soddisfare anche i requisiti della piattaforma di lancio in termini di dimensioni, planarità e rugosità, degassamento, resistenza ai raggi UV, dilatazione termica più altri generici vincoli di spazio.

Inoltre, se la struttura si rompe o rimane bloccata nel dispositivo di lancio, la missione può ritenersi conclusa.

Supporto batteria integrato nella struttura in stampa 3D (photo LISA)

L'attività del dipartimento di stampa 3D di Crp Technology si è focalizzata fin dall'inizio sulla ottimizzazione e il raggiungimento degli obiettivi richiesti, fornendo piena collaborazione al team di ingegneri del LISA.

Il lavoro è iniziato con un'analisi dei file 2D e 3D.

CrpTechnology ha suggerito al team del LISA alcune modifiche per migliorare le geometrie delle parti, permettendo così di raggiungere gli obiettivi prefissati in termini di ottimizzazione della massa e integrazione delle parti interne.

Carico all'interno della struttura (Photo LISA)

Il team modenese ha poi assistito LISA e CNES nella scelta della tecnologia additiva e dle materiale per la costruzione del satellite miniaturizzato, al fine di garantire il successo del progetto: gli ingegneri del LISA e CNES hanno optato per la sinterizzazione laser selettiva e il materiale Windform XT 2.0 della gamma Windform Top-Line.

Windform XT 2.0 è un materiale di nuova generazione presenta miglioramenti nelle proprietà meccaniche di assoluto rilievo, tra cui +8% sul carico di rottura, +22% sul modulo elastico e +46% sull’allungamento alla rottura.

Una volta ricevuto il file .STP con le geometrie ottimizzate, CRP Technology ha creato in breve tempo la struttura del nano-satellite.

La struttura in stampa 3D è stata poi sottoposta alle procedure di controllo e collaudo, superandole con successo. Inoltre, ha pienamente soddisfatto le richieste e gli standard del LISA.

Completata l’integrazione delle varie parti dentro la struttura stampata in 3D, LISA e CNES hanno eseguito altri controlli sul nano-satellite, come il test di termovuoto e il test di vibrazione, dicendosi molto soddisfatti dei risultati ottenuti.

Vista interna del 3U CubeSat (photo LISA)

 

 

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