Le principal fournisseur de solutions d'impression 3D, Stratasys (Nasdaq : SSYS), a révélé aujourd'hui que sa technologie d'impression 3D FDM de qualité industrielle est utilisée pour produire des pièces imprimées 3D certifiées destinées à être utilisées sur la Station spatiale internationale (ISS). Dans le cadre d'un accord bilatéral ad hoc entre l'Agence spatiale italienne (ASI) et l'Agence spatiale russe "Roscosmos", le centre de recherche du gouvernement italien, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN - Institut national de physique nucléaire) a utilisé son imprimante 3D FDM Stratasys Fortus 450mc pour produire la structure mécanique complète d'un télescope UV cosmique, le premier du genre, actuellement situé à bord de l'ISS, réalisé sous la coordination de l'Agence spatiale italienne.
Conçu pour étudier les émissions UV terrestres et cosmiques de l'ISS, le télescope nommé "Mini-EUSO" (Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory) a récemment été lancé dans l'espace à bord d'une fusée Soyouz et placé avec succès sur une fenêtre tournée vers la terre du module russe Zvezda de l'ISS.
"Avec une orbite d'environ 90 minutes, Mini-EUSO enregistre tous les objets et événements spatiaux et atmosphériques en vue, y compris les émissions UV de la nuit, les événements lumineux transitoires, les météores, les débris spatiaux et bien plus encore", explique Marco Ricci, chercheur principal au Laboratori Nazionali di Frascati INFN et responsable de la collaboration EUSO SPB2 Italia. "L'objectif scientifique final est de produire une carte de la Terre à haute résolution dans la gamme des UV (300-400 nm), ce qui devrait faire progresser considérablement la recherche sur les rayons cosmiques, mais aussi servir d'expérience importante pour les futures missions spatiales".
"L'utilisation de l'impression 3D Stratasys FDM tout au long de la production de la structure mécanique de la Mini-EUSO nous a permis de réduire le coût global du projet par un facteur de dix, ainsi que de gagner environ une année entière de temps de développement. C'est un résultat incroyable pour nous que je dois dire que je n'attendais pas de l'impression 3D", dit-il.
La production de la structure mécanique de Mini-EUSO a présenté plusieurs défis. L'équipe avait notamment besoin d'un matériau capable de répondre aux exigences strictes de certification de l'industrie aérospatiale et de l'ISS, ainsi que de supporter les contraintes mécaniques et les vibrations d'un lancement de fusée.
"Nous avons exploré de nombreuses façons d'atteindre les performances attendues tout en respectant la certification du matériau. Nous avons même construit un prototype complet en aluminium, l'un des matériaux les plus courants pour l'aérospatiale. Mais les résultats ont été loin d'être à la hauteur des attentes - la structure était trop lourde et elle ne fournissait pas l'isolation nécessaire aux courants électriques intérieurs", explique Tommaso Napolitano, chef du département de conception et d'instruction mécanique de l'INFN, Laboratori Nazionali di Frascati, Rome.
"Nous nous sommes donc tournés vers notre imprimante 3D Fortus 450mc et avons trouvé que la résine ULTEM™ 9085 offrait la parfaite alternative. Non seulement le matériau est extrêmement durable, mais il est également léger. Et surtout, il offre également des propriétés d'isolation exceptionnelles, ainsi qu'une grande résistance chimique et thermique. Il est juste de dire que sans la possibilité d'imprimer la structure de la Mini-EUSO dans ce matériau, nous n'aurions pas respecté les restrictions de sécurité et de poids de l'ISS".
Le projet Mini-EUSO, coordonné et financé par l'ASI, a été développé par le JEM EUSO Collaboration (Joint Experiment Missions - Extreme Universe Space Observatory), un programme international plus large comprenant la France, l'Allemagne, l'Italie, le Japon, la Pologne, la Russie, la Slovaquie, la Suède, la Suisse et les États-Unis. L'initiative vise à explorer l'origine et la nature des rayons cosmiques à ultra-haute énergie provenant de l'espace et verra le télescope Mini-EUSO imprimé en 3D rester sur l'ISS pendant les trois prochaines années.
"Nous sommes actuellement en train d'analyser les premières données enregistrées par Mini-EUSO et les résultats sont très prometteurs. Du point de vue d'un chercheur, je suis extrêmement fier de la façon dont le projet a été exécuté et très excité par les résultats. Pour moi, il est maintenant clair que l'impression 3D peut contribuer de manière significative au succès futur et au progrès technologique de la recherche scientifique", conclut Ricci.
L'INFN est un institut de recherche du gouvernement italien chargé de promouvoir, de coordonner et de mener des recherches scientifiques en physique nucléaire, subnucléaire et astroparticulaire. La branche Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) est l'un des quatre centres de recherche nationaux de l'INFN, qui collabore également avec les principales universités italiennes dans le cadre de ses activités de recherche. Au LNF, l'équipe dispose de plusieurs imprimantes 3D Stratasys FDM pour ses travaux de production, dont la plus récente est une Fortus 450mc supplémentaire du partenaire local de Stratasys, le CAD Manager, qui fait partie d'Energy Group. En outre, l'équipe a récemment introduit l'impression 3D PolyJet pour la première fois afin de stimuler davantage son travail de conception.
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