Università New Mexico testa l’elettronica che è stata incorporata nei sistemi stampati 3D per il volo spaziale

In un esperimento di tre anni, il COSMIAC Research Center presso l’ Università del New Mexico  ha studiato e testato l’elettronica che è stata incorporata nei sistemi stampati 3D. Con un finanziamento di   450.000 dollari, il team di ricerca ha completato tre obiettivi: progettare e stampare prototipi semplici con materiali ibridi, chip integrati e cablaggio; per testare i circuiti progettati utilizzando le funzionalità di test interne di COSMIAC; e pubblicare i risultati per la diffusione.

Il team 3D ha stampato, tra le altre cose, un circuito con l’elettronica incorporata e lo ha sottoposto a diversi esperimenti, che potete leggere in un documento intitolato ” Test di ambiente 3D per il programma di ricerca elettronica” . L’obiettivo del progetto era stampare in 3D un un’ampia varietà di materiali diversi e testarli in condizioni spaziali per determinare i cambiamenti di massa, insieme ad altri fattori che potrebbero aiutare a determinare quali parti hanno il maggior potenziale per sopravvivere al volo in futuro.

“Un esempio di questo tipo di esperimento potrebbe essere il casco di un soldato in cui l’elettronica che monitora la salute e la posizione sono incorporate nel materiale da cui è stato creato il casco”, affermano i ricercatori. “Il progettista potrebbe ridurre o eliminare gran parte della tradizionale ragnatela di cablaggio. Nella progettazione satellitare tradizionale, se uno qualsiasi dei fili è piegato o rotto, il satellite è reso inattivo. Non c’è ridondanza in volo. Una soluzione molto più affidabile sarebbe un satellite in cui tutto il cablaggio è incorporato nelle pareti strutturali dove non è possibile accedere o danneggiare. Dovrebbe essere possibile collegare i moduli a un backplane incorporato. ”
Sono stati sviluppati esperimenti per misurare le proprietà elettromagnetiche degli oggetti stampati in 3D tra altri fattori. Sono state utilizzate tre diverse stampanti 3D: una MakerBot, una stampante Stratasys uPrint e una stampante 3D 3D ProJet 3500. Per testare le varie capacità delle stampanti 3D, è stato prodotto un CubeSat con componenti interamente stampati in 3D.

“Questo processo è stata un’eccellente opportunità per gli studenti di vedere come stampare un corpo satellite e quindi essere in grado di utilizzare i componenti per l’esecuzione di verifiche di adattamento sui moduli e il loro foro associato e spaziatura filo”, proseguono i ricercatori. “Il satellite mostrato è stato quindi utilizzato per effettuare misurazioni per determinare quanto a lungo fare cavi per il satellite reale”.
Pezzo di prova stampato 3D
I circuiti stampati sono stati stampati in 3D da 16 materiali diversi e sottoposti a test multipli. I materiali FDM hanno mostrato una grande quantità di cambio di umidità in cui gli articoli stampati in 3D SLA non lo hanno fatto, rendendoli più ideali per le applicazioni spaziali.

“Il team ha raggiunto gli obiettivi originali oltre ad andare in altre aree di indagine che erano interessanti per la comunità spaziale poiché sempre più attività spaziali stanno cercando di utilizzare la stampa 3D per lo sviluppo satellitare”, affermano i ricercatori. “Il risultato è che sono stati compiuti eccellenti progressi nei settori della stampa 3D per lo spazio, ma che la possibilità di stampare sistemi qualificati e ripetibili per le future applicazioni su nanosatelliti è ancora probabilmente un decennio nel futuro.”
In conclusione, i ricercatori indicano che la stampa 3D non è ancora pronta per l’uso nelle missioni governative per il volo reale. Tuttavia, ha un grande vantaggio per la prototipazione e in futuro potrebbe svolgere un ruolo molto più importante nella realizzazione effettiva dei componenti di Spaceflight.

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