Recipiente a presión de titanio para la exploración espacial construido con éxito mediante el proceso de fabricación aditiva Wire + Arc

Un equipo formado por Thales Alenia Space, la Universidad de Cranfield y Glenalmond Group ha producido con éxito un primer prototipo a escala real de un recipiente a presión de titanio que se utilizará en futuras misiones tripuladas para la exploración espacial.

La pieza mide aproximadamente 1 m de altura y pesa 8,5 kg. Hecho de la aleación de titanio (Ti-6Al-4V), se ha depositado mediante el proceso de fabricación aditiva de alambre + arco (WAAM), en el que la Universidad de Cranfield ha sido pionera durante la última década.

Gracias a poder pasar directamente del dibujo digital a la estructura final, WAAM ha integrado dos piezas individuales en una sola pieza; eliminando la necesidad de piezas forjadas con plazos de entrega prolongados; y redujo sustancialmente la cantidad de material de desecho eliminado por el mecanizado.

Si se hubiera fabricado de forma tradicional, el componente habría requerido unas 30 veces más materia prima que su masa final. Mediante el uso del proceso WAAM, se han ahorrado más de 200 kg de Ti-6Al-4V para cada artículo. Hay espacio para mejorar esto aún más, y Cranfield está trabajando en métodos innovadores para depositar más cerca del espesor final.

La forma WAAM se fabricó en Cranfield y luego se envió a Glenalmond Group, donde se eliminó la tensión, se escaneó con láser, se mecanizó y se inspeccionó mediante un método ultrasónico. La inspección final fue realizada por Agiometrix utilizando una tomografía computarizada (CT-scan) para el análisis de calidad interna y un escáner óptico, con Thales Alenia Space asegurando que la pieza cumpliera con los requisitos y especificaciones mecánicas.

Tras las comprobaciones, el equipo del proyecto está satisfecho de que la embarcación cumple los requisitos técnicos y de calidad de conducción. El equipo ahora está procediendo a la construcción de un segundo prototipo, con el propósito de llevar a cabo un ajuste fino de todo el ciclo de fabricación, demostrar la repetibilidad y confiabilidad del proceso e impulsar la implementación del nuevo enfoque en el vuelo. hardware.

Ing. Massimo Chiampi, director de estudios para proyectos de fabricación aditiva en Thales Alenia Space, dijo: "Estábamos buscando una solución de fabricación innovadora para los tanques, que suelen sufrir largos plazos de entrega con la ruta de producción convencional basada en el mecanizado sustractivo. Gracias a este proyecto , hemos demostrado que la adopción de la tecnología WAAM mejora la competitividad de nuestro producto. Un artículo de forma casi neta se fabrica en pocos días, en comparación con los varios meses necesarios para la adquisición de los productos forjados estándar, y también la cantidad de mecanizado La operación se reduce constantemente Hemos logrado una reducción del 65% en el tiempo de entrega total sin renunciar a los rendimientos solicitados y esto proporciona un beneficio también en términos de flexibilidad de diseño, lo que permite responder a las necesidades del cliente en una etapa tardía del proyecto. "

El Dr. Jialuo Ding, investigador principal de la Universidad de Cranfield y científico jefe de WAAM3D, dijo: "Hemos estado desarrollando la tecnología WAAM durante más de 10 años y es muy satisfactorio ver que alcanza este nivel de madurez comercial. Estamos muy entusiasmados con implementando la tecnología a través de nuestra nueva empresa derivada, WAAM3D. También estamos muy satisfechos con el trabajo realizado por Glenalmond Technologies, que se ha ocupado de una pieza con un stock de mecanizado limitado, a la perfección y en su primer intento".

El Dr. Filomeno Martina, profesor titular de la Universidad de Cranfield y director ejecutivo de WAAM3D, dijo: "Esta pieza se creó utilizando software y hardware que se han desarrollado durante la última década; finalmente están listos para su comercialización a través de una nueva empresa derivada de Cranfield, WAAM3D. Esta parte nos ha brindado la oportunidad de probar las soluciones innovadoras de WAAM3D en un caso de usuario de alto perfil, con una escala de tiempo muy agresiva. Estamos muy orgullosos del nivel de automatización alcanzado en la Universidad de Cranfield. WAAM3D pondrá todas estas herramientas a disposición de comunidad industrial en los próximos meses y esperamos con ansias el impacto que esto tendrá en la fabricación aditiva industrial a gran escala".