La produzione additiva Wire Arc costruisce recipienti a pressione in titanio per l'esplorazione spaziale

5 marzo 2019

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Il recipiente a pressione in titanio è stato prodotto da Wire Arc Additive Manufacturing presso la Cranfield University

Un team composto da Thales Alenia Space, Cannes, Francia; Università di Cranfield, Bedfordshire, Regno Unito; e Glenalmond Technologies, Glasgow, Regno Unito, hanno prodotto con successo il suo primo prototipo in scala reale di un recipiente a pressione in titanio da utilizzare nelle future missioni spaziali con equipaggio, prodotto da Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM).

Il pezzo alto 1 m e pesante 8,5 kg è stato prodotto in Ti-6Al-4V presso l'Università di Cranfield, prima di essere inviato a Glenalmond Technologies per la distensione, la scansione laser, la lavorazione meccanica e l'ispezione ad ultrasuoni. L'ispezione finale è stata quindi eseguita da Agiometrix, utilizzando la TC per l'analisi della qualità interna e uno scanner ottico, con Thales Alenia Space che ha assicurato che la parte soddisfacesse i requisiti meccanici e le specifiche dell'applicazione.

L'uso di WAAM ha consentito al team di integrare due singoli pezzi in un'unica parte, eliminando la necessità di forgiature con tempi di consegna lunghi e riducendo sostanzialmente la quantità di materiale di scarto. Secondo i membri del team, se realizzato con metodi convenzionali, la produzione del componente avrebbe consumato circa trenta volte più materia prima della sua massa finale. Utilizzando il processo WAAM, per ciascun articolo sono stati risparmiati più di 200 kg di Ti-6Al-4V. Il team ha notato che c'è spazio per migliorare ulteriormente questo aspetto e si dice che Cranfield stia lavorando su metodi innovativi per depositare più vicino allo spessore finale.

Dopo i controlli di qualità, il team di progetto è soddisfatto che la nave soddisfi i requisiti tecnici e di qualità per la sua applicazione. Verrà ora prodotto un secondo prototipo, con lo scopo di effettuare una messa a punto dell'intero ciclo produttivo, per dimostrare la ripetibilità e l'affidabilità del processo e per spingere l'implementazione del nuovo approccio nell'hardware di volo.

L'ing Massimo Chiampi, responsabile dello studio per i progetti di produzione additiva presso Thales Alenia Space, ha dichiarato: "Stavamo cercando una soluzione di produzione innovativa per i serbatoi, che in genere soffrono di tempi di consegna lunghi con il percorso di produzione convenzionale basato sulla lavorazione sottrattiva. Grazie a questo progetto, abbiamo dimostrato che l'adozione della tecnologia WAAM migliora la competitività del nostro prodotto."

"Un articolo dalla forma quasi perfetta viene fabbricato in pochi giorni, rispetto ai diversi mesi necessari per l'approvvigionamento dei prodotti lavorati standard, e anche la quantità di operazioni di lavorazione viene notevolmente ridotta", ha continuato. "Abbiamo ottenuto una riduzione del 65% sul lead time complessivo senza rinunciare alle prestazioni richieste e questo comporta un vantaggio anche in termini di flessibilità progettuale, consentendo di rispondere alle esigenze del cliente in una fase avanzata del progetto."

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