Wire Arc Additive Manufacturing constrói vaso de pressão de titânio para exploração espacial

5 de março de 2019

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O vaso de pressão de titânio foi produzido pela Wire Arc Additive Manufacturing na Cranfield University

Uma equipe composta por Thales Alenia Space, Cannes, França; Cranfield University, Bedfordshire, Reino Unido; e a Glenalmond Technologies, Glasgow, Reino Unido, produziu com sucesso seu primeiro protótipo em escala real de um vaso de pressão de titânio para ser usado em futuras missões espaciais tripuladas, produzido pela Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM).

A peça de 1 m de altura e 8,5 kg foi produzida em Ti-6Al-4V na Cranfield University, antes de ser enviada para a Glenalmond Technologies para alívio de tensões, varredura a laser, usinagem e inspeção ultrassônica. A inspeção final foi então realizada pela Agiometrix, usando CT para análise de qualidade interna e um scanner óptico, com a Thales Alenia Space garantindo que a peça atendesse aos requisitos mecânicos e especificações da aplicação.

O uso do WAAM permitiu que a equipe integrasse duas peças individuais em uma única peça, eliminou a necessidade de forjamentos de longo prazo e reduziu substancialmente a quantidade de material residual. Se fabricado por métodos convencionais, a produção do componente teria consumido cerca de trinta vezes mais matéria-prima do que sua massa final, segundo os integrantes da equipe. Usando o processo WAAM, mais de 200 kg de Ti-6Al-4V foram economizados para cada item. A equipe observou que há espaço para melhorar isso ainda mais, e Cranfield disse estar trabalhando em métodos inovadores para depositar mais perto da espessura final.

Após as verificações de qualidade, a equipe do projeto está convencida de que a embarcação atende aos requisitos técnicos e de qualidade para sua aplicação. Um segundo protótipo será agora produzido, com o objetivo de realizar um ajuste fino de todo o ciclo de fabricação, demonstrar a repetibilidade e confiabilidade do processo e impulsionar a implementação da nova abordagem no hardware de voo.

O Eng Massimo Chiampi, Gerente de Estudos para Projetos de Manufatura Aditiva na Thales Alenia Space, declarou: "Estávamos procurando uma solução de fabricação inovadora para os tanques, que normalmente sofrem de longo prazo de entrega com a rota de produção convencional baseada em usinagem subtrativa. Graças a isso projeto, demonstramos que a adoção da tecnologia WAAM aumenta a competitividade do nosso produto."

"Um item de forma quase líquida é fabricado em poucos dias - em comparação com vários meses necessários para a aquisição dos produtos forjados padrão - e também a quantidade de operação de usinagem é reduzida de forma consistente", continuou ele. "Conseguimos uma redução de 65% no tempo de entrega total sem abrir mão dos desempenhos solicitados e isso traz um benefício também em termos de flexibilidade de design, tornando possível atender às necessidades do cliente em um estágio avançado do projeto."

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