Un team composto da Thales Alenia Space, La Cranfield University e la Glenalmond Technologies hanno prodotto con successo un primo prototipo in scala reale di un recipiente a pressione in titanio da utilizzare in future missioni con equipaggio per l'esplorazione dello spazio.

Il pezzo è alto circa 1 m e ha una massa di 8,5 kg. Realizzato in lega di titanio (Ti-6Al-4V), è stato depositato utilizzando il processo Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM), che la Cranfield University ha aperto la strada nell'ultimo decennio.

Grazie alla possibilità di passare direttamente dal disegno digitale alla struttura finale, WAAM ha integrato due pezzi singoli in un'unica parte; eliminando la necessità di forgiati a lungo termine; e ha sostanzialmente ridotto la quantità di materiale di scarto rimosso dalla lavorazione.

Se fabbricato tradizionalmente, il componente avrebbe richiesto circa 30 volte più materia prima della sua massa finale. Utilizzando il processo WAAM, più di 200 kg di Ti-6Al-4V sono stati risparmiati per ogni articolo. C'è spazio per migliorarlo ulteriormente, e Cranfield sta lavorando a metodi innovativi per depositare più vicino allo spessore finale.

La forma WAAM è stata prodotta a Cranfield e poi inviata a Glenalmond Technologies dove è stata alleviata dallo stress, scannerizzato al laser, lavorati e controllati con un metodo ad ultrasuoni. L'ispezione finale è stata eseguita da Agiometrix utilizzando una tomografia computerizzata (TC-scan) per l'analisi della qualità interna e uno scanner ottico, con Thales Alenia Space assicurando che la parte soddisfacesse i requisiti e le specifiche meccaniche.

A seguito dei controlli, il team di progetto è soddisfatto che la nave soddisfi i requisiti tecnici e di qualità di guida. Il team sta ora procedendo alla costruzione di un secondo prototipo, al fine 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.

ing. Massimo Chiampi, Study Manager per progetti di Additive Manufacturing presso Thales Alenia Space, ha dichiarato:"Cercavamo una soluzione di produzione innovativa per i serbatoi, che in genere soffrono di lunghi tempi di consegna 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 di forma quasi netta 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 costantemente ridotta. Abbiamo ottenuto una riduzione del 65% sul lead time complessivo senza rinunciare alle prestazioni richieste e questo comporta un beneficio anche in termini di flessibilità progettuale, consentendo di rispondere alle esigenze del cliente in una fase avanzata del progetto."

Dott. Jialuo Ding, Principal Research Fellow presso la Cranfield University e Chief Scientist presso WAAM3D, ha dichiarato:"Sviluppiamo la tecnologia WAAM da più di 10 anni ed è molto soddisfacente vederla raggiungere questo livello di maturità commerciale. Siamo molto entusiasti di lanciare la tecnologia attraverso la nostra nuova società spin-out, WAAM3D. Siamo inoltre estremamente soddisfatti del lavoro svolto da Glenalmond Technologies, che si sono occupati di un pezzo con stock di lavorazione limitato, perfettamente e al primo tentativo."

Dott. Filomeno Martina, Senior Lecturer presso la Cranfield University e CEO di WAAM3D, ha dichiarato:"Questa parte è stata costruita utilizzando software e hardware che sono stati sviluppati nell'ultimo decennio; questi sono finalmente pronti per la commercializzazione attraverso una nuova società spin-out di Cranfield, WAAM3D. Questa parte ci ha dato l'opportunità di testare le soluzioni innovative di WAAM3D su un caso utente di alto profilo, con una tempistica molto aggressiva. Siamo molto orgogliosi del livello di automazione raggiunto alla Cranfield University. WAAM3D metterà tutti questi strumenti a disposizione della comunità industriale nei prossimi due mesi e non vediamo l'ora di vedere l'impatto che questo avrà sulla produzione industriale di additivi su larga scala".