I metodi tradizionali di costruzione degli scambiatori di calore di un veicolo interplanetario sono laboriosi e richiedono molto tempo. Il processo di produzione può richiedere fino a nove mesi.
Fabrisonic, una società con sede nell’Ohio specializzata nella stampa 3D di metalli, ha utilizzato la sua tecnologia brevettata per produrre in modo additivo dispositivi di scambiatori di calore. I componenti metallici stampati in 3D hanno superato i test di controllo qualità della NASA e sono pronti per il volo nello spazio. Fabrisonic ha utilizzato la tecnologia Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM), una tecnica di produzione additiva e sottrattiva, per costruire uno scambiatore di calore, un dispositivo progettato per controllare e regolare la temperatura del sistema elettronico di un veicolo interplanetario.
Con il processo UAM, Fabrisonic 3D è riuscita a stampare uno scambiatore di calore del 30% più leggero.
I dispositivi dello scambiatore di calore vanno da strutture piccole (3 pollici x 3 pollici) a grandi (3 piedi x 3 piedi). Sono costruiti usando tubi metallici incollati e fissati all’esterno di un veicolo come un Mars rover . Lo scopo di questo dispositivo è proteggere il sistema elettronico del veicolo dalle temperature estreme che sperimenterà nello spazio.

Il processo UAM utilizza la saldatura ad ultrasuoni per legare metalli dissimili, è un processo di produzione additivo unico in questo senso. Dopo, viene usata la fresatura con macchine a controllo numerico (CNC) per sottrarre il materiale dopo il processo additivo. Quindi, la tecnologia è un ibrido di processi additivi e sottrattivi. Il processo UAM utilizza “vibrazioni ultrasoniche ad alta frequenza per strofinare insieme fogli di metallo”.
Il processo di creazione di uno scambiatore di calore con UAM inizia con un substrato metallico a cui viene aggiunto del materiale. Il materiale viene quindi rimosso dalla struttura iniziale per creare passaggi fluidi. In una fase successiva, i passaggi sono riempiti con una soluzione idrosolubile brevettata per ulteriore supporto. Infine, la struttura viene trattata con calore e la lavorazione CNC aggiunge gli ultimi ritocchi.
Il processo UAM avviene a stato solido. Può funzionare con la maggior parte dei metalli a una temperatura bassa di 250 gradi Fahrenheit. Ciò consente l’incollaggio di materiali diversi come il rame con l’alluminio. All’interno dello stesso scambiatore di calore, il rame può essere utilizzato in luoghi specifici in cui le temperature sono più elevate e l’alluminio potrebbe essere utilizzato per mantenere il dispositivo più leggero e in luoghi in cui la temperatura di riscaldamento è inferiore.