Sateliții vor fi tipăriți la imprimantă ?

Agenția Spațială Europeană a prezentat planurile sale de a "evolua imprimarea 3D, ducând-o la nivelul metalurgic". ESA va folosi această tehnică pentru a "tipări" 3D piese pentru sateliții de telecomunicaíi, avioane, motoare, rachete și chiar reactoare nucleare.

Proiectul Amaze, care reunește 28 de instituții prestigioase, va dezvolta tehnica imprimării metalice 3D, pentru a realiza componente metalice noi și mai ușoare, mai puternice și mai ieftine decât piese convenționale.

Fabricarea aditivă ( sau prin "imprimare 3D" ) a revoluționat deja fabricarea de produse din plastic.

Imprimarea de piese metalice pentru rachete și avioane ar reduce de asemenea deșeurile și ar economisi bani.

"Trebuie să avem o planetă mai curată, iar industria spațială trebuie să fie prima care să dea un exemplu elocvent. Aceasta tehnică ne va ajuta în idealul nostru", spus Franco Ongaro de la ESA.

Metoda de realizare stratificată a componentelor metalice va permite de asemenea fabricarea de modele complicate, cu geometrii care sunt imposibil de realizat prin turnarea clasică a metalelor.

Piesele de schimb pentru automobile și sateliți vor de asemenea optimizate pentru a fi mai ușoare și în același timp incredibil de robuste.

Piese din tungsten, care pot suporta temperaturi de până la 3.000 C, au fost deja expuse de către inițiatorii proiectului Amaze ,la Muzeul de Știință din Londra.

La astfel de temperaturi extreme, componentele realizate prin tipărire 3D pot rezista în interiorul reactoarelor de fuziune nucleară și în duzele de ardere ale rachetelor.

"Dorim să realizăm cele mai de calitate produse din metal create vreodată si chiar componente metalice care nu pot fi fabricate prin alte metode, nici chiar prin turnare", a declarat David Jarvis, șeful Departamentului de cercetare si noi materiale de la Agenția Spațială Europeană.

"Când construiesti un reactor de fuziune precum Iter, e exact ca și cum ai face o cutie de metal în care să pui căldura Soarelui. 3000 de grade Celsius este pentru un inginer o temperatură la fel de fierbinte cum și-o imaginează de exemplu și un bucătar. Dacă putem obține astfel de componente prin simpla imprimare metalică 3D, suntem pe cale să deschidem calea fuziunii nucleare comerciale", completat cercetătorul ESA.

Fabricarea componentelor metalice prin imprimare stratificată aditivă nu este o tehnologie absolut nouă. De exemplu, China pretinde că a folosit imprimarea 3D la fabricarea de componente portante pentru avioane. În luna iulie, NASA a anunțat că a testat cu succes o componentă metalică impirimată 3D la un motor de racheta. General Electric a folosit tehnica pentru a realiza injectoare utilizate la unul dintre motoarele sale de avioane.

Proiectul Amaze are un buget de 20 milioane euro și reunește 28 de parteneri din industria europeană și mediul academic, inclusiv Airbus, Astrium, Norsk Titan, Cranfield University, EADS și Centrul Culham pentru Energie din Fuziune.

Deja se construiesc fabrici în Franța, Germania, Italia, Norvegia si Marea Britanie, dezvoltând lanțul de aprovizionare industrial.

Cercetătorii de la Amaze au inceput deja să tipărească la imprimante 3D piese de metal pentru motoare cu reacție, dar și secțiuni de aripă de avion până la 2 metri lungime.

Aceste componente de înaltă rezistență erau de obicei foarte scump de realizat, fiind fabricate din metale exotice, cum ar fi titan, tantal și vanadiu.

Folosind tehnici de turnare tradiționale se pierdea de multe ori material valoros. Fabricarea aditivă a pieselor construite strat cu strat, pe baza unui proiect digital 3D, nu produce aproape deloc deșeuri.

"Pentru a produce o piesă de metal de 1 kilogram vom folosi un kilogram de metal, nu 2 sau 20 de kilograme", precizează ESA.

Componenetele imprimate 3D vor fi dintr-o singură bucată, fără suduri si fără șuruburi, ceea ce le va face mai rezistente și mai ușoare.

O reducere în greutate de 1 kg, chiar și pentru un avion comercial cu rază lungă de acțiune, va economisi sute de mii de dolari pe întreaga sa durata de utilizare ( de exemplu din reducerea consumului de combustibil necesar ).

"Scopul nostru final este de tipări un satelit dintr-o singură bucată. Va fi o singură bucată de metal, care nu trebuie sudată. Nu vom avea nevoie nici de șuruburi. Când vom realiza aceasta, vom economisi 50% din costurile de producție, adică zeci de milioane de euro", a mai declarat ESA.

Dar Agentia Spatială Europeană este sinceră si recunoaște unele probleme care încă trebuie depășite.

"O problemă comună este porozitatea. Mici bule de aer produc o suprafața aspră, iar finisarea este o problemă dificilă. Trebuie să ințelegem cauza acestor defecte si să o eliminăm, dacă dorim să obținem calitate industrială. Trebuie să facem procesul repetabil perfect la scara proiectată, cu rezultate la micron. Nu putem rezolva aceste probleme dacă nu colaborăm cu departamentele de cercetare din industriile de fuziune nucleară sau aeronautice".

Oricum, imprimarea metalică 3D, cu toate avantajele care decurg de aici ( costuri de productie reduse, protecția mediului, rezistență mult mai mare, usurință la realizarea unor componente chiar imposibil de fabricat prin turnare dintr-o singură bucată) va revoluționa metodele metalurgice și va ajuta omenirea să facă un pas uriaș în evoluția sa tehnică.