Con un notevole passo avanti verso il futuro dell’esplorazione spaziale, SAB Aerospace (SAB) sta aprendo nuovi orizzonti grazie all’uso innovativo della tecnologia di deposizione ad energia diretta (DED). L’azienda ha realizzato il primo modello dimostrativo di uno dei più grandi e complessi ugelli per razzi mai prodotti, tenendo fede al proprio motto “Crafting the Future of Space One Layer at a Time” (costruiamo il futuro dell’esplorazione spaziale strato per strato). Questo progetto di ugello avanguardistico segna un significativo passo avanti per la realizzazione di missioni nello spazio profondo.
Il settore aerospaziale ha assistito a un’enorme evoluzione dai tempi dei pionieri dell’aviazione, i fratelli Wright, cui si deve l’invenzione, la costruzione e il volo del primo aereo funzionante al mondo. Con l’avvento delle nuove tecnologie, il settore è progredito continuamente, migliorando di volta in volta i processi produttivi. Una delle tecnologie più innovative degli ultimi anni è la fabbricazione additiva, che ha rivoluzionato il modo in cui i componenti aerospaziali vengono progettati, testati e prodotti.
L’articolo analizza il modo in cui SAB Aerospace ha sfruttato questo tipo di fabbricazione per sviluppare un ugello estremamente complesso, vero e proprio emblema dei progressi del settore.
La fabbricazione additiva, comunemente nota come stampa 3D, prevede la creazione di un oggetto tridimensionale a partire da un file digitale. Sebbene non tutti i metodi di stampa 3D rientrino nella fabbricazione additiva, questa tecnica consente ai produttori di realizzare forme e strutture complesse che sarebbe altrimenti difficile ottenere con i metodi tradizionali.
Il processo di deposizione ad energia diretta (DED) utilizzato da SAB Aerospace prevede l’impiego di un laser per creare un bacino di fusione in cui viene soffiata la polvere di metallo. Sciogliendosi e poi raffreddandosi, la polvere forma un materiale solido e l’intero processo viene controllato dal movimento 3D di un sistema robotico.
Questo approccio consente la produzione di componenti più grandi rispetto alla fusione laser a letto di polvere, ed è fondamentale perché consente di espandere i confini della produzione aerospaziale, offrendo nuove possibilità per parti complesse e su larga scala.
Ma in che modo SAB Aerospace sta utilizzando la fabbricazione additiva per rivoluzionare l’industria aerospaziale?
La fabbricazione additiva si sta rapidamente affermando come lo standard per la produzione di componenti aerospaziali di precisione. A differenza della tradizionale fabbricazione sottrattiva, che prevede il taglio di forme da un materiale solido utilizzando laser o torni, la fabbricazione additiva costruisce oggetti tridimensionali stratificando i materiali. Questa tecnica rispecchia il processo visto nei dispositivi di stampa 3D domestici, ma su scala industriale, ed è in grado di produrre parti complesse e altamente dettagliate.
SAB Aerospace è all’avanguardia in questa rivoluzione tecnologica, in particolare nell’applicazione della tecnologia di deposizione ad energia diretta (DED), ovvero un metodo avanzato che permette di produrre componenti con precisione e complessità senza pari, offrendo vantaggi significativi in termini di potenziamento delle capacità e riduzione dei costi. L’uso della tecnologia DED è particolarmente rivoluzionario per la produzione di ugelli per razzi, un processo tradizionalmente pieno di sfide e complessità che richiedono tempo per essere superate.
Sfruttando la fabbricazione additiva DED, l’azienda è in grado di produrre su larga scala componenti con caratteristiche interne complesse finora irrealizzabili con le tecniche di produzione tradizionali. Questo non solo snellisce il processo di produzione, ma apre anche nuove possibilità per la progettazione e la funzionalità dei componenti aerospaziali, segnando un significativo passo avanti nel settore.
Cosa rende dunque l’ugello di SAB Aerospace davvero eccezionale?
SAB Aerospace, in collaborazione con AVIO, ha scelto di utilizzare il processo di deposizione ad energia diretta insieme all’Inconel® per sviluppare l’esclusivo ugello del motore a razzo. Questa combinazione unica si traduce in un ugello più leggero ed efficiente rispetto ai progetti tradizionali, fondamentale per le missioni nello spazio profondo che richiedono la massima capacità di carico utile.
L’Inconel® è molto apprezzato nelle applicazioni aerospaziali grazie alla sua eccezionale e versatile resistenza alla corrosione in un’ampia gamma di temperature e pressioni. Questa proprietà si rivela particolarmente utile e preziosa nelle condizioni estreme dello spazio, e lo rende uno dei materiali di prima scelta per la fabbricazione di ugelli per razzi.
Progettato specificamente per motori a razzo ad alte prestazioni, l’Inconel® è una superlega a base di nichel ottimizzata per garantire un’elevata resistenza, un’eccellente conducibilità termica e una straordinaria resistenza allo scorrimento viscoso. Tali caratteristiche consentono al materiale di resistere a sollecitazioni e sforzi significativi a temperature elevate, mentre le sue buone proprietà di fatica a basso ciclo aiutano a prevenirne i cedimenti.
L’Inconel® è in grado di sopportare temperature fino al 40% superiori a quelle tollerate dalle leghe tradizionali, il che si traduce in miglioramento delle prestazioni e in un aumento della riutilizzabilità dei componenti.
La facilità di fabbricazione e la robustezza rendono l’Inconel® la scelta più adatta per le missioni in ambienti estremi; questo anche grazie alla capacità di questo materiale di migliorare l’efficienza del trasferimento di calore e ridurre il peso. Questa particolare superlega, infatti, è stata scelta soprattutto per l’elevata resistenza, la resistenza uniforme alla corrosione, la resistenza alle cricche da stress e l’eccellente resistenza alla vaiolatura a temperature dell’acqua comprese tra 500 ° e 600 °F (260–316 °C). Inoltre, la sua elevata resistenza a temperature elevate, soprattutto tra 1200 ° e 1400 °F (649–760 °C), lo rende il materiale ideale per questa applicazione.
Man mano che l’umanità si prefigge obiettivi di ambiziosità crescente, come le missioni dalla Luna a Marte e altre spedizioni nello spazio profondo, la capacità di inviare un numero maggiore di carichi verso destinazioni lontane diventa sempre più cruciale. Le missioni spaziali necessitano costantemente di soluzioni innovative per soddisfare questi impegnativi requisiti.
In SAB Aerospace, ci impegniamo a guidare i progressi nel settore spaziale. Il nostro team si dedica con passione allo sviluppo di prodotti all’avanguardia e alla fornitura di servizi innovativi per ampliare i confini dell’esplorazione spaziale.
L’impiego di nuove leghe può svolgere un ruolo fondamentale in questo sforzo, consentendo la produzione di componenti per i razzi leggeri ma al contempo capaci di sopportare elevati carichi strutturali.
Nell’esplorazione spaziale, ogni grammo conta; la riduzione della massa è quindi fondamentale per il successo delle prossime missioni nello spazio profondo. Maturando le tecnologie di fabbricazione additiva e integrando materiali avanzati, progetti come quello di SAB Aerospace faciliteranno l’evoluzione di nuovi sistemi di propulsione, la capacità di produzione nello spazio e le infrastrutture necessarie.
La nostra missione è fornire soluzioni che ispirino, trasformino e contribuiscano in modo significativo al progresso dell’esplorazione spaziale.
Mentre diverse aziende aerospaziali stanno ancora valutando il potenziale delle nuove leghe e della fabbricazione additiva DED, SAB Aerospace ha già adottato queste tecnologie. La nostra attenzione si concentra sullo sviluppo di ugelli per razzi leggeri e fabbricati con metodo additivo: componenti essenziali per realizzare missioni spaziali più efficienti e di successo. Grazie ai nostri sforzi pionieristici, ci proponiamo di guidare il settore nella creazione di soluzioni innovative e pratiche che non solo soddisfino, ma superino le esigenze della futura esplorazione spaziale.
Ciò che contraddistingue ulteriormente l’ugello di SAB è il design innovativo che incorpora piccole scanalature interne. Queste sono fondamentali per mantenere stabile la temperatura dell’ugello, evitando che si fonda durante le condizioni operative intense. A differenza dei metodi di fabbricazione tradizionali, che potrebbero richiedere migliaia di parti unite singolarmente, l’ugello di SAB Aerospace è costruito come un pezzo unico. In questo modo non solo si riduce il numero di legami, ma si abbattono significativamente anche i tempi di produzione.
L’utilizzo combinato della stampante 3D metallica Laserdyne® 795XL (di Prima Additive) e della tecnologia DED, consente all’azienda di produrre componenti complessi e di grandi dimensioni con velocità, precisione ed efficienza senza precedenti.L’ampio volume di costruzione della stampante, pari a oltre un metro cubo, permette di creare specifiche personalizzate che sono difficili, se non impossibili, da ottenere con altre tecniche di produzione.
Questo risultato evidenzia l’impegno di SAB Aerospace nel superare i confini dell’ingegneria aerospaziale attraverso tecnologie di produzione avanzate.
