Il CIRA ha raggiunto un nuovo traguardo nel programma ESA Space Rider, il primo sistema di trasporto spaziale riutilizzabile in Europa, finanziato dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e guidato da Thales Alenia Space Italia (TAS-I) in qualità di prime contractor. La lega di Titanio per gli attacchi dei Body Flap realizzati in stampa 3D ha superato con successo tutti i test, ottenendo l'approvazione dell'ESA per l'impiego nei componenti di volo.
I due attacchi sono stati prodotti in lega Ti6Al4V, mediante la tecnologia Electron Beam-Powder Bed Fusion (EB-PBF) disponibile presso il Laboratorio di Additive Manufacturing del CIRA, e progettati per supportare le superfici di controllo dello Space Rider durante tutte le fasi della missione, in particolare durante il rientro atmosferico, resistendo ai carichi termici e meccanici per sei missioni consecutive.
Secondo Mario De Stefano Fumo, System and Technology Manager di Space Rider TPS & BFA, il risultato è frutto del lavoro congiunto di tutto il team di progetto: “Un passo significativo che conferma il know-how del CIRA nello sviluppo, nella produzione e nella qualifica di tecnologie e componenti avanzati per sistemi spaziali". Stefania Franchitti e Rosario Borrelli, responsabili della tecnologia EB-PBF, hanno sottolineato che: “L'approvazione da parte dell'ESA ripaga il lungo lavoro di qualificazione della tecnologia additiva al volo spaziale e apre nuove possibilità per applicazioni future".
Il processo EB-PBF si basa sulla distribuzione di un sottile strato di polvere poi riscaldato e fuso selettivamente da un fascio di elettroni. Questa sequenza si ripete “layer by layer" aggiungendo nuovi strati di polvere fino al completamento del componente. Svolto in condizioni di vuoto e ad alte temperature, il processo consente di ottenere componenti con proprietà del materiale superiori rispetto alla fusione tradizionale e paragonabili a quelle dei pezzi lavorati dal pieno.
Il CIRA lavora su questa tecnologia dal 2013, nell'ambito del Programma nazionale di Ricerca Aerospaziale (Pro.R.A.) e attraverso progetti di ricerca internazionali, con l'obiettivo di sviluppare soluzioni pronte per il volo sia per l'aeronautica che per sistemi spaziali.
Il processo di qualifica ha incluso numerose attività seguendo un approccio piramidale, partendo dalla caratterizzazione della materia prima sottoforma di polveri e dei provini stampati contestualmente ai prototipi sui quali sono stati successivamente eseguiti test meccanici, analisi dimensionali, ispezioni mediante tomografia e liquidi penetranti, analisi metallografiche e test termomeccanici progettati ad hoc per simulare le condizioni termiche e meccaniche previste al rientro, fino alla completa qualifica dell'hardware integrato con il Body Flap.
Tutte le attività sono state svolte in conformità agli standard ECSS dell'ESA, a garanzia della qualità, ripetibilità e affidabilità dei componenti.
Con il via libera dell'ESA, il CIRA è ora pronto ad avviare la produzione del primo set completo di componenti di volo per entrambi i flap dello Space Rider.