Il produttore francese di apparecchiature originali (OEM) e fornitore di servizi di stampa 3D 3DCeram è stato selezionato come fornitore ufficiale del produttore francese di propulsione spaziale ThrustMe per la fornitura di parti in ceramica stampate in 3D per il suo sistema di propulsione spaziale.
ThrustMe cercherà ora di sfruttare l'esperienza di 3DCeram nella produzione di additivi ceramici e sfruttare il potenziale dei materiali ceramici per le applicazioni aerospaziali. L'approccio di ThrustMe alla ceramica stampata in 3D mira a superare i limiti dei materiali e delle tecniche di produzione tradizionali. L'azienda afferma che la produzione additiva in ceramica offre una soluzione più compatta, efficiente e affidabile rispetto alla produzione tradizionale.
Arnaud Roux, rappresentante delle vendite di 3DCeram, ha commentato: "Per 3DCeram, siamo orgogliosi della nostra partnership con ThrustMe, poiché il successo del lancio nello spazio di un componente ceramico stampato in 3D segna un'importante pietra miliare nell'applicazione della produzione additiva. Segna anche una nuova era in cui parti complesse e personalizzate possono essere prodotte in modo efficiente va oltre i tradizionali vincoli di produzione.Questo importante progresso non solo convalida la fattibilità della stampa 3D come strumento di produzione, ma ci ispira ad andare oltre e sbloccare le vaste possibilità del futuro".
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△ Stampante 3D Ceram 3D. Foto tramite 3DCeram.
ThrustMe passa alla produzione additiva
Fondata nel 2017, ThrustMe è diventata uno dei protagonisti del nuovo spazio spaziale, specializzandosi nella miniaturizzazione dei sistemi di propulsione elettrica.
L'era del "nuovo spazio" si riferisce agli ultimi sviluppi e progressi nell'industria spaziale guidati da società private. Secondo Elena Zorzolli Rossi, Product Manager di ThrustMe, la commercializzazione dello spazio è guidata dal rapido progresso tecnologico. Zorzolli Rossi afferma che le aziende devono assumersi più rischi, iterare rapidamente e provare nuove idee per sviluppare ulteriormente l'industria spaziale. Zorzolli Rossi ha aggiunto: "L'intera filiera produttiva deve essere pronta a far fronte a nuovi costi di spazio o tempi di consegna".
Nel 2020, ThrustMe ha dimostrato con successo il primo sistema di propulsione elettrica alimentato a iodio nello spazio. ThrustMe ora rifornisce principalmente i principali lanciatori di satelliti e ha aperto un nuovo impianto di produzione in grado di produrre 365 prodotti all'anno.
Secondo Zorzolli Rossi, dopo una lunga ricerca ed esplorazione, ThrustMe ha scelto di utilizzare la stampa 3D per produrre parti specifiche del propulsore. Questa decisione ha tenuto conto di molti fattori che rendono la produzione additiva superiore ai metodi di produzione tradizionali.
Zorzolli Rossi spiega: "Innanzitutto, l'industria aerospaziale ha spesso bisogno di produrre forme complesse che non possono essere ottenute facilmente con i metodi di lavorazione tradizionali. In ThrustMe non parliamo solo di complessità, ma anche di miniaturizzazione, che è la chiave del nostro prodotto requisiti di sviluppo. In questo caso, la stampa 3D offre una soluzione trasformativa per creare progetti specifici con la precisione di cui abbiamo bisogno."
Inoltre, la versatilità della stampa 3D è citata come un vantaggio chiave, che consente alle aziende di iterare e perfezionare rapidamente i progetti senza incorrere in costi o tempi di consegna significativi.
Zorzolli Rossi ha dichiarato: "I processi di produzione tradizionali spesso implicano la creazione di stampi o attrezzature, che possono richiedere molto tempo e denaro. Con la stampa 3D, possiamo produrre rapidamente prototipi e iterare progetti con tempi di installazione minimi, facilitando un processo di sviluppo più flessibile e velocizzare il nostro time-to-market".
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△Componenti aerospaziali ThrustMe. Foto tramite ThrustMe.
Perché usare la ceramica?
Zorzolli Rossi ha dichiarato: "Abbiamo valutato a fondo diversi fattori prima di scegliere un materiale ceramico. L'uso della ceramica tiene conto di diversi fattori chiave legati al duro ambiente spaziale come il vuoto e gli intervalli di temperatura estremi, nonché il plasma di iodio Caratteristiche specifiche della propulsione di massa sistemi (ad es. flusso ad alta energia di particelle elementari, emissione secondaria, intenso sputtering e attacco con ioni reattivi)."
In definitiva, una considerazione chiave che influenza questa decisione ha a che fare con l'ambiente in cui verrà eseguito il componente di destinazione. Zorzolli Ross spiega: "Alcuni dei nostri componenti sono esposti ad alte temperature in ambienti di plasma chimicamente attivi e richiedono materiali con un'eccellente resistenza termica e chimica. la scelta più appropriata."
L'ampia conducibilità termica della ceramica li rende anche un'opzione interessante. Infatti, un efficiente trasferimento di calore e isolamento termico sono fondamentali per i componenti di ThrustMe. Questo aiuta a dirigere il flusso di calore in modo efficiente e previene il surriscaldamento o il raffreddamento. La ceramica ha un'ampia gamma di proprietà conduttive, che consentono il trasferimento di calore selettivo e garantiscono prestazioni ottimali di questi prodotti.
Anche le proprietà elettriche della ceramica hanno svolto un ruolo importante nel processo di selezione dei materiali di ThrustMe. Zorzolli Ross ha dichiarato: "I nostri componenti avevano bisogno di un materiale che potesse isolare efficacemente e prevenire i guasti elettrici ad alta tensione. La ceramica ha eccellenti proprietà di isolamento elettrico, il che la rende ideale per soddisfare i nostri severi requisiti in questo senso".
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△ Parti aerospaziali ThrustMe. Foto tramite ThrustMe.
Stampa 3D di ceramica spaziale
L'anno scorso, l'Agenzia spaziale francese ha annunciato che stava studiando l'applicazione della stampa 3D in ceramica nell'ottimizzazione dei sottosistemi spaziali. Nello specifico, i ricercatori hanno valutato come i materiali ceramici di ossido di stampa 3D potrebbero migliorare la progettazione di sottosistemi chiave per la propulsione spaziale.
Questo studio evidenzia che gli xerogel ottimizzati di granato di ittrio e alluminio (YAG) forniscono proprietà desiderabili di forza e resistenza allo scorrimento quando stampati in 3D in forme complesse. Pertanto, la ceramica YAG stampata in 3D potrebbe essere utilizzata per formare la base delle leghe metalliche utilizzate nelle future pale delle turbine per l'esplorazione dello spazio profondo.
Inoltre, la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è dotata dell'impianto di produzione di additivi ceramici di MadeIn Space, il Turbo Ceramic Manufacturing Module (CMM). Questo modulo include una stampante 3D SLA per dimostrare la fattibilità della fabbricazione di un componente di turbina in ceramica monopezzo in un ambiente di microgravità. Si dice che sia la prima stampante 3D SLA a funzionare in orbita.
