Stampa in 3D a bordo della ISS
L'esperimento POP3D di Altran Italia e la missione "Futura"
Stampare in 3D nello spazio si può fare: lo dimostrerà POP3D (Portable On-Board Printer), uno degli esperimenti che sarà compiuto dall'astronauta dell'Esa e capitano dell'Aeronautica Militare Samantha Cristoforetti a bordo della International Space Station nell'ambito della missione "Futura" dell'Agenzia Spaziale Italiana, in partenza nel novembre 2014.
L'esperimento, ideato da Altran Italia, ha vinto il bando di "Volo Umano Spaziale per Ricerche e Dimostrazioni Tecnologiche sulla Stazione Spaziale Internazionale".
Il progetto ha visto la collaborazione di Altran Italia (prime Contractor e responsabile del concept meccanico e di sistema), Thales Alenia Space (responsabile degli aspetti di PA/Safety e di Integrazione alla ISS) e IIT (responsabile della Caratterizzazione e dell'analisi post-flight).
POP3D si pone l'obiettivo di spazializzare una tecnologia nota nel suo utilizzo a terra e mira ad incrementare la maturità tecnologica del processo di fabbricazione additiva polimerica in condizioni di microgravità. Tale processo è stato finora dimostrato in condizioni di volo parabolico, per la durata di 20 secondi. POP3D prevede invece che la deposizione avvenga per circa 30 minuti.
Il 3D Printing, considerato anche alla base della "terza rivoluzione industriale", rappresenta una delle svolte di processo e di manufacturing che probabilmente rappresenterà una "distruptive innovation" per il mondo delle Operations.
In che cosa consiste l'esperimento?
L'esperimento consiste in una sessione automatizzata per la produzione di un piccolo oggetto di plastica. Il materiale usato è un PLA (PolyLactic Acid), plastica biodegradabile che, una volta estrusa, permette di comporre le forme 3D.
L'oggetto fabbricato verrà inviato a terra per un'analisi comparativa con un oggetto analogo stampato a terra, in modo da approfondire le diversità strutturali (laddove esistenti) tra i due oggetti.
Che cosa vuole dimostrare POP3D?
Con questo esperimento gli investigatori intendono approfondire l'influenza dell'ambiente microgravità sul processo di produzione automatizzato e raccogliere dati e competenze come primo passo verso un futuro impianto di produzione digitale e automatizzata a bordo della ISS e di altri veicoli spaziali con equipaggio o colonie planetarie.
Quali sono i vantaggi di stampare in 3D a bordo della ISS?
Le ricadute del progetto avrebbero notevole impatto industriale. Dimostrare che tale tecnologia funziona anche in condizioni di microgravità significa infatti spianare la strada al futuro delle missioni di esplorazione spaziale in termini di autonomia.
Utilizzare una simile tecnologia potrebbe essere il primo passo verso l'autoproduzione di tool a bordo di stazioni orbitanti in missioni di lungo periodo o la produzione direttamente in orbita di intere strutture spaziali. Ciò consentirebbe un'importante ottimizzazione in termini di riduzione di masse e volumi di oggetti imbarcati su veicoli spaziali, che potrebbero dunque esser prodotti direttamente in orbita secondo le necessità effettive.
Inoltre stampare oggetti direttamente sulla ISS eviterebbe di dover decidere prima del lancio il loro design e eviterebbe di doverli progettare in funzione delle elevate sollecitazioni cui sono sottoposti durante la fase di lancio.
Se il processo di stampa in 3D sulla ISS risultasse applicabile su scala più ampia, sarebbe possibile produrre parti monolitiche complesse in sostituzione di assemblati, con riduzione del numero di parti da assemblare, riduzione giunzioni, incollaggi e saldature, semplificazione dell'assemblaggio, della sua documentazione e delle sue verifiche non distruttive. Inoltre, l'estrema versatilità nella realizzazione di forme geometriche complesse, eliminerebbe i vincoli di forma imposti dalle tecnologie manifatturiere tradizionali e permetterebbe di ottimizzare il design in modo più spinto per le prestazioni strutturali (microstrutture trabecolari, geometrie cave a sezione variabile), termiche (superfici di scambio termico integrate nella geometria strutturale), fluidiche, ergonomiche (oggetti personalizzati e su misura), integrando più funzioni in uno spazio più ridotto.
Infine, un altro importante "side effect" del progetto è quello di aprire per la prima volta una finestra di dialogo e collaborazione fra il mondo dei Makers e il mondo della ISS.
Gruppo Altran
Leader internazionale nella consulenza in innovazione e ingegneria high-tech, Altran accompagna i suoi clienti nella creazione e nello sviluppo di nuovi prodotti e servizi. Da trenta anni gli "Innovation Makers" di Altran forniscono servizi ai key players del settore Aerospazio, Automotive, Energia, Ferroviario, Finanza, Healthcare, Telecomunicazioni.
Presente in ogni fase dello sviluppo del progetto, dal piano strategico all'industrializzazione, l'offerta di Altran capitalizza il suo know-how tecnologico in cinque aree strategiche: Intelligent Systems, Innovative Product Development, Lifecycle Experience, Mechanical Engineering e Information Systems.
Nel 2013 ha generato un fatturato di 1.633 milioni di euro. Impiega 21.000 lavoratori in oltre 20 paesi.
Altran Italia
Altran Italia è nata nel 1996. Offre consulenza avanzata in ingegneria e innovazione e soddisfa le esigenze dei clienti con progetti turn key.
Occupa oltre 2.100 dipendenti e ha sedi, laboratori tecnici e presidi su buona parte del territorio nazionale: Genova, Torino, Milano, Trieste, Padova, Bologna, Maranello, Pisa, Firenze, Roma, Napoli, Pomigliano, Brindisi.
Nel 2013 ha generato un fatturato di oltre 162 milioni di euro.
L'offerta di Altran Italia si rivolge a vari mercati organizzati in 5 "Industries": Automotive, Infrastructures & Transportation (AIT), Aerospace, Defense & Railway (ASD-R), Energy, Industries & Life Sciences (EILiS), Financial Services (FIS), Telecoms & Media (TEM).
In ambito Solution, l'offerta di Altran Italia si focalizza sulle 5 aree individuate dal Gruppo Altran - Intelligent Systems, Product Development, Lifecycle Experience, Mechanical Engineering e Information Systems - declinate sui clienti italiani con un elevato grado di specializzazione, confermando contemporaneamente un legame forte ed efficace dell'azienda con le realtà locali e l'accesso alle competenze di un gruppo multinazionale.
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