Boeing ha sviluppato un nuovo approccio per la produzione di substrati di pannelli solari stampati in 3D, che riduce i tempi di realizzazione dei componenti compositi fino a sei mesi, con un miglioramento della produzione fino al 50% rispetto ai metodi tradizionali. La tecnologia ha completato i test ingegneristici e sta progredendo nel processo di qualificazione standard di Boeing.
I primi pannelli solari stampati in 3D saranno integrati su piccoli satelliti sviluppati da Millennium Space Systems, utilizzando celle solari di Spectrolab, entrambe sussidiarie di Boeing. Questi substrati per array solari sono componenti cruciali, responsabili del supporto delle celle solari e della garanzia della loro rigidità e allineamento ottimale per la cattura della luce solare in orbita. Tradizionalmente, la loro realizzazione avviene tramite pannelli compositi, un processo che richiede settimane e un notevole impiego di manodopera manuale.
Il nuovo processo di produzione additiva di Boeing riduce questo lasso di tempo di circa sei mesi. Integrando direttamente elementi strutturali e funzionalità nel substrato, Boeing snellisce l'assemblaggio, permettendo che avvenga in parallelo con la produzione delle celle. L'assemblaggio assistito da robot e l'ispezione automatizzata presso Spectrolab dovrebbero ulteriormente incrementare velocità e coerenza, minimizzando le operazioni manuali.
Questa metodologia è progettata per essere scalabile, adattandosi sia a piccoli satelliti che a piattaforme spaziali più grandi come la linea di classe 702 di Boeing, con disponibilità sul mercato prevista per il 2026. Melissa Orme, vicepresidente di Boeing per i materiali e le strutture presso Boeing Technology Innovation, ha sottolineato come l'accoppiamento di materiali qualificati con un filo digitale comune e una produzione ad alto ritmo consenta di alleggerire le strutture, creare design innovativi e replicare successi su più programmi. Questo evidenzia la strategia di Boeing di sfruttare la produzione avanzata per migliorare prestazioni e flessibilità progettuale.
La produzione additiva è diventata un pilastro della strategia spaziale e della difesa di Boeing, volta a ridurre i tempi di consegna e aumentare i tassi di produzione. L'azienda ha già integrato oltre 150.000 parti stampate in 3D nelle sue linee di prodotto, inclusi oltre 1.000 componenti a radiofrequenza su ciascun satellite militare Wideband Global Satcom (WGS) attualmente in produzione, oltre a strutture complete per diverse linee di prodotti per piccoli satelliti. Sebbene la stampa 3D sia già utilizzata per componenti di satelliti più piccoli, i substrati per array solari presentano sfide maggiori, legate alla necessità di un peso estremamente ridotto unito a rigidità e stabilità termica, dovendo al contempo resistere alle significative sollecitazioni del lancio e delle operazioni orbitali. Il nuovo approccio di Boeing affronta efficacemente queste complessità, aprendo la strada a un dispiegamento più efficiente e rapido dei pannelli solari satellitari in futuro.
Questo progresso è in linea con l'impegno costante di Boeing nell'incorporare tecnologie di produzione all'avanguardia nei suoi processi di produzione satellitare, assicurando così il mantenimento della sua posizione all'avanguardia nell'innovazione aerospaziale. L'industria aerospaziale in generale sta beneficiando enormemente della stampa 3D, che consente la creazione di componenti leggeri ma resistenti, l'ottimizzazione dei processi produttivi e la riduzione dei costi. Aziende come Airbus e Lockheed Martin stanno già integrando questa tecnologia per migliorare l'efficienza e le prestazioni dei loro velivoli. La capacità di produrre parti su misura e in piccoli lotti, unita alla riduzione degli sprechi di materiale, rende la stampa 3D uno strumento sempre più indispensabile per il settore aerospaziale, in particolare per la produzione di satelliti e componenti critici che richiedono precisione e affidabilità elevate.