Grazie alla collaborazione tra l’Agenzia spaziale europea ESA e Airbus, a bordo della ISS è stata realizzata la prima stampa 3D metallica nello spazio, un importante progresso per l’autonomia delle future missioni esplorative di lunga durata.
La prima stampa 3D nello spazio risale al novembre 2014 e da allora gli ingegneri hanno sfruttato la microgravità per sviluppare nuovi materiali da stampa o creare strutture difficilmente realizzabili sulla Terra, utilizzando però sempre materiali plastici.
Dallo scorso mese di febbraio a bordo della ISS è arrivata la Metal 3D Printer, realizzata per ESA da un consorzio guidato da Airbus Defence and Space, comprendente l’azienda francese AddUp, l’italiana Highftech Engineering e l’ateneo inglese Cranfield University.
La stampante è stata installata a maggio nell’European Drawer Rack Mark II del modulo Columbus dall’astronauta danese Andreas Mogensen e quindi messa in funzione per eseguire vari test sui componenti singoli della stampante.
Nei mesi successivi, operata dall’agenzia spaziale francese CNES e procedendo cautamente per risolvere vari problemi, primo tra tutti il comportamento imprevedibile del filamento metallico fuso durante la deposizione, la stampante ha iniziato a produrre il primo oggetto tridimensionale.
L’acciaio utilizzato come medium è molto resistente alla corrosione, infatti è utilizzato per protesi mediche e nel trattamento delle acque e viene alimentato sotto forma di filo e riscaldato fino a 1.200 °C da un laser ad alta energia.
Per evitare l’ossidazione dell’acciaio fuso, prima di ogni stampa l’atmosfera interna della stampante viene espulsa all’esterno della ISS e quindi rimpiazzata completamente da azoto.
La punta millimetrica del filo a questo punto fonde e, grazie alla tensione superficiale dell’acciaio liquido, lo stesso viene depositato sull’area di stampa senza fluttuare libero.
Uno dei parametri che richiede maggiore attenzione è l’altezza di ogni strato depositato, che deve essere misurato con una scansione prima dell’invio del comando per lo strato successivo.
Entro la metà di luglio con i primi 55 strati completati e avendo raggiunto una certa stabilità, è stato possibile accelerare il processo di stampa e allungarne le ore di lavoro fino a 4,5 al giorno.
Un mese dopo finalmente la prima stampa metallica 3D mai effettuata nello spazio è stata completata e, unitamente alle altre tre previste dall’esperimento, verrà analizzata in diversi laboratori europei.
