Roma 09 settembre 2015
Stampare nello Spazio? Presto si potrà fare, grazie a una tecnologia tutta italiana. POP 3D è una stampante 3D che giungerà a bordo della Stazione Spaziale Internazionale per sperimentare la tecnologia 3D printing in assenza di gravità. Obiettivo: creare pezzi di ricambio e strumenti di lavoro direttamente nello Spazio, riducendo notevolmente il costo delle future missioni spaziali.
Verrà lanciata prossimamente, con una missione di rifornimento alla Stazione Spaziale Internazionale, la prima stampante 3D europea per l’utilizzo in condizioni di microgravità. Tra i protagonisti del progetto c’è Thales Alenia Space. Il progetto POP 3D nasce dalla collaborazione di Altran Italia (prime contractor), Thales Alenia Space e Istituto Italiano di Tecnologia ed è stato selezionato nell’ambito del Bando “Volo Umano Spaziale per Ricerche e Dimostrazioni Tecnologiche sulla Stazione Spaziale Internazionale”. Durante l’esperimento una stampante 3D - un cubo compatto, di 25 cm di lato e una massa di 5,5 kg - produrrà un piccolo oggetto, utilizzando come materiale un filamento di polimero (PLA, PolyLactic Acid), in pratica una plastica biodegradabile. L’oggetto tridimensionale verrà poi inviato a terra per un'analisi comparativa con un oggetto analogo stampato a terra.
Nell'ambito dell'esperimento POP3D, Thales Alenia Space ha fornito la specifica per l’integrazione del medesimo all’interno della Stazione Spaziale Internazionale oltre a una serie di contributi per l’identificazione e la definizione dello scenario operativo e delle risorse necessarie per l’esecuzione delle operazioni della stampante. Si è occupata inoltre della procedura per l’istallazione, l’attivazione e l’esecuzione dell’esperimento a bordo della ISS da parte dell’astronauta. Per l’ASI e la NASA ha redatto il piano di Assicurazione Qualità e infine ha eseguito le analisi per l’identificazione degli agenti contaminanti considerati tossici per l’ambiente della stazione orbitante, che si potrebbero sviluppare durante il funzionamento della stampante.
Nuove prospettive: l’additive manufacturing per lo Spazio
La stampa 3D (o manifattura additiva), che da qualche anno è al centro dell’attenzione dei media, ma che viene impiegata a supporto dei processi di sviluppo dei nuovi prodotti sin dagli anni Ottanta, produce un oggetto solido partendo da un modello digitale, realizzato con un software di modellazione 3D o tramite la scansione 3D di un oggetto esistente. In pratica realizza oggetti (parti componenti, semilavorati o prodotti finiti) generando e sommando strati successivi di materiale (additive manufacturing) anziché per sottrazione dal pieno (subtractive manufacturing), così come avviene nella produzione tradizionale (tornitura, fresatura, ecc.). Le potenzialità della produzione additiva sono molteplici, perché consente di produrre oggetti con geometrie complesse non altrimenti realizzabili in un pezzo unico con le tecniche tradizionali, modificandone la struttura costruttiva con un minore impiego di materie prime e maggiori prestazioni; inoltre i costi di realizzazione di varianti rispetto ad un modello base risultano sostanzialmente nulli.
Nata con la finalità di svolgere attività di prototipazione rapida, la manifattura additiva sta oggi diventando, con il miglioramento delle tecniche e dei materiali, una tecnologia adatta anche alla produzione di componenti in serie, in particolare nell’industria dell’alta tecnologia, come quella aerospaziale, ma anche in altri settori, dal biomedicale, con la realizzazione di protesi personalizzate sul paziente, all’automotive, con la produzione di componenti e pezzi di ricambio, dalla gioielleria al packaging.
Il futuro: la produzione nello Spazio
La sperimentazione di una stampante 3D nello Spazio apre scenari in cui potrebbero radicalmente cambiare i nostri metodi di esplorazione. Oggi qualsiasi “arredo” o “pezzo di ricambio” a bordo della ISS deve essere trasportato da Terra, con operazioni complesse e costose. Senza contare che le future missioni di esplorazione dello spazio profondo – come ad esempio quelle rivolte al Pianeta Marte – non avranno la possibilità di ricevere rifornimenti da Terra. La stampante 3D in orbita potrebbe essere il primo passo verso l’autoproduzione di strumenti e pezzi di ricambio a bordo di stazioni orbitanti in missioni di lungo periodo o addirittura la produzione direttamente in orbita di intere strutture spaziali, riducendo i volumi di oggetti imbarcati e il peso dei viaggi di appoggio logistico.