Il fornitore leader di soluzioni di stampa 3D, Stratasys (Nasdaq: SSYS), ha rivelato oggi che la sua tecnologia di stampa 3D FDM di livello industriale viene utilizzata per produrre parti stampate 3D certificate per l'uso sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Nell'ambito di un accordo bilaterale ad hoc tra l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e l'Agenzia Spaziale Russa 'Roscosmos', il centro di ricerca governativo italiano, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) ha utilizzato la sua stampante 3D FDM FDM Stratasys Fortus 450mc per produrre l'intera struttura meccanica di un primo telescopio cosmico UV di tipo cosmico attualmente situato a bordo della ISS, realizzato sotto il coordinamento dell'Agenzia Spaziale Italiana.
Progettato per studiare le emissioni UV terrestri e cosmiche della ISS, il telescopio denominato 'Mini-EUSO' (Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory) è stato recentemente lanciato nello spazio a bordo di un razzo Soyuz e collocato con successo su una finestra rivolta verso terra del modulo russo Zvezda della ISS.
"Con un'orbita di circa 90 minuti, il Mini-EUSO registra tutti gli oggetti e gli eventi spaziali e atmosferici in vista, comprese le emissioni di UV dalla terra notturna, gli eventi luminosi transitori, le meteore, i detriti spaziali e altro ancora", spiega Marco Ricci, Lead Researcher dei Laboratori Nazionali di Frascati INFN e Country Manager per la Collaborazione EUSO SPB2 Italia dell'INFN. "L'obiettivo scientifico finale è quello di produrre una mappa ad alta risoluzione della Terra nel range UV (300-400 nm), che dovrebbe far progredire in modo significativo la ricerca sui raggi cosmici, ma anche servire come importante esperimento per le future missioni spaziali".
"L'utilizzo della stampa 3D Stratasys FDM FDM durante tutta la produzione della struttura meccanica del Mini-EUSO ci ha permesso di ridurre il costo complessivo del progetto di un fattore dieci, oltre a farci risparmiare circa un anno intero di tempo di sviluppo. È un risultato incredibile per noi, che devo dire non mi sarei mai aspettato dalla stampa 3D", afferma.
La produzione della struttura meccanica di Mini-EUSO ha presentato diverse sfide. In particolare, il team aveva bisogno di un materiale che potesse soddisfare i severi requisiti di certificazione dell'industria aerospaziale e della ISS, oltre a sopportare le sollecitazioni meccaniche e le vibrazioni del lancio di un razzo.
"Abbiamo esplorato numerosi modi in cui potevamo ottenere le prestazioni attese, pur rispettando la certificazione dei materiali. Abbiamo persino costruito un prototipo completo in alluminio, uno dei materiali più comuni per il settore aerospaziale. Ma i risultati sono stati ben lontani dalle aspettative: la struttura era troppo pesante e non forniva l'isolamento necessario per le correnti elettriche interne", spiega Tommaso Napolitano, Responsabile del Dipartimento di Progettazione Meccanica e Costruzione presso l'INFN, Laboratori Nazionali di Frascati, Roma.
"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 estremamente resistente, ma è anche leggero. E soprattutto, offre anche eccezionali proprietà isolanti, oltre a un'elevata resistenza chimica e termica. È giusto dire che senza la capacità di stampare la struttura Mini-EUSO in questo materiale, non avremmo rispettato le restrizioni di sicurezza e di peso della ISS".
Il progetto Mini-EUSO, coordinato e finanziato dall'ASI, è stato sviluppato dalla JEM EUSO Collaboration (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 mira ad esplorare l'origine e la natura dei raggi cosmici ad altissima energia provenienti dallo spazio e vedrà il telescopio Mini-EUSO stampato in 3D rimanere sulla ISS per i prossimi tre anni.
"Stiamo ora analizzando i primi dati registrati dal Mini-EUSO e i risultati sono molto promettenti. Dal punto di vista di un ricercatore, sono estremamente orgoglioso del modo in cui il progetto è stato eseguito e molto entusiasta dei risultati ottenuti. Per me è chiaro ora come la stampa 3D possa contribuire in modo significativo al successo futuro e al progresso tecnologico della ricerca scientifica", conclude Ricci.
L'INFN è un istituto di ricerca governativo italiano con il compito di promuovere, coordinare e condurre ricerche scientifiche nel campo della fisica nucleare, subnucleare e astroparticellare. La sezione Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) è uno dei quattro centri di ricerca nazionali dell'INFN, che collabora anche con le maggiori università italiane nell'ambito delle sue attività di ricerca. Presso LNF, il team dispone di diverse stampanti 3D Stratasys FDM FDM per il suo lavoro di produzione, la più recente delle quali è un ulteriore Fortus 450mc del partner locale di Stratasys, CAD Manager, parte di Energy Group. Inoltre, il team ha recentemente introdotto per la prima volta la stampa 3D PolyJet per incrementare ulteriormente il suo lavoro di progettazione.
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