Aerospaziale

L’esperimento MOXIE stampato in 3D produce ossigeno su Marte

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Abbiamo scritto molto sulle parti stampate in 3D sulla missione Perseverance Mars della NASA, incredibilmente riuscita, ora stiamo vedendo cosa fanno effettivamente quelle parti funzionali e non è un dettaglio minore: il sistema MOXIE, che è stato prodotto internamente tramite la tecnologia L-PBF in metallo a JPL, è stato in grado di trasformare l’anidride carbonica nell’atmosfera di Marte in ossigeno.

Secondo Douglas Hofmann, preside del Jet Propulsion Laboratory della NASA/California Institute of Technology, questo esperimento è stato un esploratore per la generazione di O2 su larga scala nelle missioni future. “La parte interessante per la nostra sezione è che la dimostrazione è stata abilitata da diverse parti Inconel 625 stampate in 3D nel gruppo del riscaldatore”, ha spiegato. “Questi sono stati stampati da Andre Pate e dal suo team su una EOS M290. Rappresenta le nostre prime parti metalliche costruite in casa che volano nello spazio. E, se non sbaglio, questa è una delle prime dimostrazioni di ISRU (In-Situ Resource Utilization) su un altro pianeta”.

MOXIE

Le altre sei parti stampate in 3D di Perseverance possono essere trovate in uno strumento chiamato Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, o MOXIE. Questo dispositivo testerà la tecnologia che, in futuro, potrebbe produrre quantità industriali di ossigeno per creare propellente per razzi su Marte, aiutando gli astronauti a tornare sulla Terra.

L'esperimento MOXIE stampato in 3D produce ossigeno su MartePer creare ossigeno, MOXIE riscalda l’aria marziana fino a quasi 1.500 gradi Fahrenheit (800 gradi Celsius). All’interno del dispositivo sono presenti sei scambiatori di calore: piastre in lega di nichel delle dimensioni di un palmo che proteggono le parti chiave dello strumento dagli effetti delle alte temperature. Mentre uno scambiatore di calore lavorato convenzionalmente dovrebbe essere composto da due parti e saldato insieme, i MOXIE sono stati stampati in 3D come un unico pezzo presso la vicina Caltech, che gestisce JPL per la NASA.

“Queste […] superleghe […] mantengono la loro resistenza anche a temperature molto elevate”, ha detto al momento del lancio Samad Firdosy, un ingegnere dei materiali presso JPL che ha contribuito a sviluppare gli scambiatori di calore. “Le superleghe si trovano tipicamente nei motori a reazione o nelle turbine di generazione di energia. Sono davvero bravi a resistere alla corrosione, anche quando sono molto caldi”.

Sebbene il nuovo processo di produzione offra praticità, ogni strato di lega depositato dalla stampante può formare pori o crepe che possono indebolire il materiale. Per evitare ciò, le piastre sono state trattate in una pressa isostatica a caldo – un frantoio a gas – che riscalda il materiale a oltre 1.832 gradi Fahrenheit (1.000 gradi Celsius) e aggiunge una pressione intensa in modo uniforme intorno alla parte. Quindi, gli ingegneri hanno utilizzato microscopi e numerosi test meccanici per controllare la microstruttura degli scambiatori e assicurarsi che fossero adatti al volo spaziale.

“Amo davvero le microstrutture”, ha detto Firdosy. “Per me vedere quel tipo di dettaglio mentre il materiale viene stampato e come si evolve per creare questa parte funzionale che sta volando su Marte – è molto bello”.

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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version.

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