Un equipo formado por Thales Alenia Space, La Universidad de Cranfield y Glenalmond Technologies han producido con éxito un primer prototipo a gran escala 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 8,5 kg de masa. Hecho de aleación de titanio (Ti-6Al-4V), se ha depositado mediante el proceso de Fabricación Aditiva Wire + Arc (WAAM), que Cranfield University 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 de larga duración; y redujo sustancialmente la cantidad de material de desecho eliminado por mecanizado.

Si se fabrica de forma tradicional, el componente habría requerido unas 30 veces más materia prima que su masa final. Al utilizar el proceso WAAM, Se han ahorrado más de 200 kg de Ti-6Al-4V para cada artículo. Hay margen 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 Technologies, donde se alivió el estrés. escaneado con láser, mecanizado e inspeccionado mediante un método ultrasónico. La inspección final fue realizada por Agiometrix utilizando una tomografía computarizada (CT-scan) para análisis de calidad interna y un escáner óptico. con Thales Alenia Space asegurando que la pieza cumpliera con los requisitos y especificaciones mecánicas.

Siguiendo los controles, el equipo del proyecto está satisfecho de que el buque cumpla con los requisitos técnicos y de calidad de conducción. El equipo ahora está procediendo a la construcción de un segundo prototipo, con el fin de realizar una puesta a punto de todo el ciclo de fabricación, demostrar la repetibilidad y fiabilidad del proceso, e impulsar la implementación del nuevo enfoque en el hardware de vuelo.

Ing. Massimo Chiampi, Responsable de estudios de proyectos de fabricación aditiva en Thales Alenia Space, dijo:"Estábamos buscando una solución de fabricación innovadora para los tanques, que típicamente sufren de un largo tiempo 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 varios meses necesarios para la adquisición de los productos forjados estándar, y también se reduce constantemente la cantidad de operaciones de mecanizado. Hemos logrado una reducción del 65% en el tiempo de entrega total sin renunciar a las prestaciones solicitadas y esto proporciona un beneficio también en términos de flexibilidad de diseño. haciendo posible responder a las necesidades del cliente en una etapa tardía del proyecto ".

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 verla alcanzar este nivel de madurez comercial. Estamos muy entusiasmados con el despliegue de la tecnología a través de nuestra nueva empresa derivada, WAAM3D. También estamos muy satisfechos con el trabajo realizado por Glenalmond Technologies, que se han ocupado de una pieza con stock de mecanizado limitado, perfectamente y en su primer intento ".

Dr. Filomeno Martina, Profesor titular de la Universidad de Cranfield y director ejecutivo de WAAM3D, dijo:"Esta pieza se construyó con 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 dado 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 Cranfield University. WAAM3D pondrá todas estas herramientas a disposición de la comunidad industrial en los próximos meses y esperamos el impacto que esto tendrá en la fabricación industrial de aditivos a gran escala ".