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May 19, 2023

ESA

Soft magnetic materials are essential for satellite subsystems and mechanisms.

I materiali magnetici morbidi sono essenziali per i sottosistemi e i meccanismi satellitari. I dispositivi di torsione, gli scudi e i cuscinetti magnetici vengono utilizzati in una varietà di missioni scientifiche e di osservazione della Terra. Le opzioni di progettazione tradizionali per i componenti magnetici morbidi sono limitate a causa delle sfide di fresatura e produzione, che combinate con la loro elevata densità – tre volte più pesante dell’alluminio – ne limitano l’uso a geometrie semplici con massa minima del componente. Queste limitazioni possono ora essere affrontate attraverso i recenti progressi nella produzione additiva di materiali funzionali.

Un’attività finanziata dal GSTP ha sfruttato i vantaggi della produzione additiva con tecnologie di fusione laser a letto di polvere per migliorare le proprietà del materiale magnetico morbido.

Sebbene la produzione additiva sia diventata un’alternativa interessante ai processi di produzione convenzionali per una varietà di applicazioni, la ricerca, lo sviluppo e le applicazioni recenti si sono concentrati principalmente sui componenti strutturali. Questa attività si è concentrata sullo sviluppo di tecniche di produzione additiva su materiali funzionali, realizzando progetti più complessi e ottimizzati, con un consumo di materiale ridotto.

È stato progettato un rotore per un cuscinetto magnetico, che funge da dimostratore, e realizzato con una lega di ferro-nichel. Il dimostratore è stato verificato con successo attraverso test e ispezioni, portando il livello di maturità tecnologica a 4. Il rotore ha raggiunto una densità della parte superiore al 99,5% e una resistenza alla trazione superiore a 365 MPa, con miglioramenti nelle proprietà magnetiche della lega di nichel-ferro, comprese elevate permeabilità e bassa coercività. Inoltre, la realizzazione di una struttura leggera, simile a un reticolo, consente la creazione di elementi di progettazione più complessi, con una maggiore libertà di progettazione, che migliora l'efficienza complessiva degli attuatori satellitari.

Il contratto 4000135042 si è concluso nel 2022 ed è stato eseguito da ZARM Technik AG (Germania).

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