La stampa 3d Fdm industriale di Stratasys viene utilizzata per produrre parti stampate in 3D certificate per l’uso sulla Stazione Spaziale Internazionale.
Nell’ambito di un accordo bilaterale stipulato ad hoc tra l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l’Agenzia Spaziale Russa Roscosmos, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha utilizzato la propria stampante 3D FDM Fortus 450mc di Stratasys per produrre, presso i Laboratori Nazionali di Frascati (Roma), l’intera struttura meccanica del primo telescopio cosmico per raggi UV, attualmente situato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale e realizzato sotto il coordinamento dell’Agenzia Spaziale Italiana.
Progettato per studiare le emissioni ultraviolette di origine cosmica e terrestre dalla ISS, il telescopio denominato Mini-EUSO (Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory) è stato recentemente lanciato nello spazio dalla base di Baikonur (Kazakhstan) a bordo di un razzo russo Soyuz e collocato con successo su una finestra rivolta verso la terra del modulo russo Zvezda della ISS.
Per Marco Ricci, Primo Ricercatore presso i Laboratori Nazionali INFN di Frascati e Responsabile Nazionale INFN della Collaborazione EUSO SPB2 Italia, l’impatto della stampa 3D ha trasformato profondamente il progetto: “L’utilizzo della stampa 3D per la fabbricazione della struttura meccanica di Mini-EUSO ci ha permesso di ridurre di dieci volte il costo complessivo del progetto, oltre a farci risparmiare circa un anno intero di tempo di sviluppo”.
La fabbricazione della struttura meccanica di Mini-EUSO presentava diverse difficoltà.
In particolare, il team aveva bisogno di un materiale capace di soddisfare i severi requisiti di certificazione dell’industria aerospaziale e della ISS, nonché di sopportare le sollecitazioni meccaniche e le vibrazioni del lancio di un razzo.
La stampa 3D all’INFN
I Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) sono uno dei quattro centri nazionali di ricerca di INFN che svolge la propria attività anche in numerose sezioni situate nelle Università sul territorio nazionale. Presso LNF per l’attività di fabbricazione il team dispone di diverse stampanti 3D FDM di Stratasys, la più recente delle quali è una Fortus 450mc supplementare fornita dal partner locale di Stratasys, CAD Manager, che fa parte di Energy Group. Per potenziare ulteriormente l’attività di progettazione, di recente il team ha introdotto per la prima volta la stampante 3D PolyJet.
Come spiega Tommaso Napolitano, Responsabile del Servizio di Progettazione e Costruzione Meccanica della Divisione Tecnica dei Laboratori Nazionali INFN di Frascati, “Abbiamo vagliato numerose soluzioni per ottenere le prestazioni richieste nel rispetto della certificazione dei materiali. Abbiamo anche costruito un prototipo completo in alluminio, uno dei materiali più comuni nel settore aerospaziale, ma la struttura era troppo pesante e non garantiva l’isolamento necessario dalle correnti elettriche interne. Di conseguenza, ci siamo rivolti alla nostra stampante 3D Fortus 450mc e abbiamo scoperto che la resina ULTEM 9085 offriva l’alternativa perfetta. Non solo il materiale è resistente, ma è anche leggero e soprattutto, offre anche eccezionali proprietà isolanti, oltre a un’elevata resistenza chimica e termica”.
Il progetto Mini-EUSO, coordinato e finanziato da ASI, è stato sviluppato dalla Collaborazione JEM EUSO (Joint Experiment Missions – Extreme Universe Space Observatory), un programma internazionale più ampio che comprende Francia, Germania, Italia, Giappone, Polonia, Russia, Slovacchia, Svezia, Svizzera e Stati Uniti. L’iniziativa, che si prefigge di esplorare l’origine e la natura dei raggi cosmici di altissima energia provenienti dallo spazio, utilizzerà il telescopio Mini-EUSO stampato in 3D e installato sulla ISS per i prossimi tre anni.
