Ursa Major: innovazione nella propulsione aerospaziale attraverso la manifattura additiva
L’azienda americana sta rivoluzionando sia i sistemi propulsivi che la stampa 3D stessa, digitalizzando i processi produttivi e sviluppando soluzioni per la produzione flessibile di motori a razzo.
Ursa Major, fondata nel 2015 con sede in Ohio e Colorado, ha fatto della manifattura additiva il cuore della propria strategia produttiva. L’azienda, che impiega oltre 300 persone, sviluppa componenti critici per lancio spaziale, ipersonico, motori a propellente solido e movimento nello spazio.
Il motore Hadley rappresenta un traguardo significativo: l’80% della sua massa è costituito da parti stampate in 3D metallico. La maggior parte degli altri prodotti dell’azienda integra componenti additivi in modo sostanziale.
- Ursa Major produce motori con l’80% di componenti stampati in 3D per massa
- L’azienda sta digitalizzando la manifattura additiva per ridurne la complessità
- Il processo Lynx combina AM, compositi e robotica per produzione flessibile di motori a razzo solidi
Dalla prototipazione rapida alla produzione in serie
La manifattura additiva è passata da strumento di iterazione veloce a soluzione produttiva completa per componenti propulsivi complessi.
“Siamo esperti in propulsione”, afferma Nick Doucette, vicepresidente operations di Ursa Major.
L’approccio iniziale dell’azienda prevedeva l’uso della stampa 3D principalmente per accelerare lo sviluppo.
“L’unico modo per attrarre investitori era dimostrare di poter costruire un motore a razzo a combustione avanzata”, spiega Doucette. “In 12-18 mesi dovevamo passare da zero a un sistema funzionante. Abbiamo stampato il più possibile perché era il modo più veloce per ottenere componenti complessi”.
Questa necessità ha trasformato la manifattura additiva da strumento ausiliario a tecnologia produttiva centrale.
Digitalizzare la manifattura additiva
Ursa Major sta affrontando i limiti della stampa 3D trattandola come tecnologia digitale da ottimizzare con algoritmi piuttosto che expertise umana.
L’azienda ha identificato problemi strutturali nella manifattura additiva attuale. Troppa capacità è vincolata a funzionalità proprietarie e opache delle macchine. Troppa expertise specialistica è necessaria per implementare efficacemente l’additivo.
Per scalare la produzione, Ursa Major sta investendo nella riduzione della complessità intrinseca dell’AM. L’approccio si basa su acquisizione estensiva di dati, sviluppo di algoritmi e collaborazioni.
Ursa Major tratta la manifattura additiva come tecnologia digitale ottimizzabile tramite codice anziché affidarsi esclusivamente all’expertise umana.
Lynx: produzione flessibile per motori a propellente solido
Il processo Lynx risponde alla crescente domanda di motori a razzo solidi combinando manifattura additiva, compositi e robotica per produzione versatile.
I motori a razzo a propellente solido (SRM) sono richiesti per applicazioni militari come missili e alcune categorie di veicoli di lancio spaziale. Sono facilmente stoccabili a lungo termine e meno complessi da costruire rispetto ai motori a propellente liquido.
“I motori a razzo solidi sono interessanti perché non sviluppi realmente un motore. Costruisci un processo di produzione”, spiega Doucette.
La sfida della varietà
Gli Stati Uniti utilizzano 35-40 diversi tipi di missili, con altri dodici circa considerando gli alleati. La domanda è aumentata drammaticamente con la guerra in Ucraina e i conflitti successivi.
Prima di questo incremento, i produttori di motori a razzo solidi avevano dismesso linee produttive o chiuso. Questo lascia il settore difesa con carenza di inventario e fornitori.
Soluzione robotizzata
Il processo Lynx sviluppato da Ursa Major combina manifattura additiva e compositi con robotica per produrre flessibilmente qualsiasi tipo di motore solido richiesto.
“Tutti pensano immediatamente: ‘Stampate la parte esplosiva’”, dice Doucette. “Ma non è quello il problema. Il vero collo di bottiglia che supply chain e clienti chiedono di risolvere è il processo di produzione per la geometria dell’involucro”.
Le linee produttive convenzionali sono specializzate per diametri specifici di motori. Riconfigurarle per prodotti diversi richiede tempo e risorse considerevoli.
Impatto sulla difesa e aerospazio
La flessibilità produttiva diventa vantaggio strategico in un contesto di domanda variabile e necessità di rapida risposta.
L’approccio di Ursa Major affronta direttamente le limitazioni delle linee produttive tradizionali. La capacità di passare rapidamente tra diverse configurazioni di motori risponde alle esigenze del settore difesa.
La combinazione di digitalizzazione della manifattura additiva e processi produttivi flessibili posiziona l’azienda come innovatore sia nella propulsione che nelle tecnologie di produzione stesse.
articolo scritto con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale
Q&A
Quanta parte del motore Hadley è stampata in 3D?
L'80% della massa del motore Hadley è costituita da componenti stampati in 3D metallico. Questo rappresenta un traguardo significativo per Ursa Major nell'uso della manifattura additiva.
Qual è l'obiettivo di Ursa Major nella digitalizzazione dell'AM?
L'azienda mira a ridurre la complessità intrinseca della manifattura additiva trattandola come una tecnologia digitale ottimizzabile tramite algoritmi. L'obiettivo è superare la dipendenza da expertise umana specialistica e funzionalità proprietarie opache.
Perché Ursa Major ha scelto inizialmente la stampa 3D?
La stampa 3D è stata scelta per accelerare lo sviluppo e passare da zero a un sistema funzionante in 12-18 mesi. Era il metodo più veloce per ottenere componenti complessi necessari ad attrarre investitori.
Cosa include il processo Lynx sviluppato da Ursa Major?
Il processo Lynx combina la manifattura additiva, i compositi e la robotica. Questa integrazione permette una produzione flessibile di motori a razzo a propellente solido.
Dove ha sede l'azienda Ursa Major?
Ursa Major è un'azienda americana fondata nel 2015 con sedi operative in Ohio e Colorado. L'azienda impiega oltre 300 persone specializzate in propulsione.
