Strutture meccaniche per sistemi avanzati di isolamento vibrazionale

Il progetto europeo E-TEST nasce nell’ambito dello sviluppo tecnologico per il futuro Einstein Telescope, il rivelatore gravitazionale di terza generazione destinato a superare le prestazioni degli attuali interferometri per onde gravitazionali.

All’interno del progetto è stato sviluppato un dimostratore tecnologico avanzato destinato al Centre Spatial de Liège (CSL), progettato per testare sistemi meccanici e criogenici ad altissima precisione. Il prototipo prevede la sospensione di uno specchio monolitico in silicio da 100 kg raffreddato a circa 25 Kelvin tramite un sofisticato sistema multi-stadio di isolamento vibrazionale.

Nel 2023 Galli e Morelli si è aggiudicata la gara europea indetta da Nikhef (National Institute for Subatomic Physics) per la realizzazione delle strutture meccaniche in alluminio destinate al sistema di isolamento vibrazionale (VIS) e alla piattaforma criogenica (CP) del prototipo E-TEST.

La fornitura comprendeva componenti meccanici complessi relativi ai principali sottosistemi del sistema di isolamento:

• ctive platform;
• inverted pendulum;
• geometric anti-spring filter (GAS);
• marionette;
• cryogenic platform.

Uno degli elementi più critici del progetto riguardava la compatibilità dei componenti con ambienti in Ultra High Vacuum (UHV), con pressioni residue dell’ordine di 10?? mbar.

Per soddisfare tali requisiti sono state adottate rigorose procedure produttive e di controllo, tra cui:

• utilizzo esclusivo di materiali vergini certificati;
• divieto di utilizzo di materiali riciclati o fusioni contenenti porosità;
• lavorazioni meccaniche ad alta precisione con specifici requisiti di rugosità superficiale;
• controllo rigoroso dei fluidi lubrificanti da lavorazione;
• procedure avanzate di lavaggio e decontaminazione;
• confezionamento protettivo specifico per ambienti UHV.

Particolare attenzione è stata dedicata alle saldature TIG su leghe di alluminio, eseguite a piena penetrazione secondo standard ISO 3834-2 e progettate per evitare microcavità o “virtual leaks” incompatibili con applicazioni in ultra alto vuoto.

Il progetto ha inoltre richiesto:

• elevata precisione geometrica;
• controllo della contaminazione superficiale;
• processi compatibili con ambienti scientifici avanzati;
• gestione documentale e qualitativa conforme agli standard richiesti dal committente.

La partecipazione al progetto E-TEST ha rappresentato per la Galli e Morelli un’importante conferma delle proprie competenze nella realizzazione di componenti meccanici avanzati destinati a infrastrutture scientifiche di frontiera, ed ha consolidato il ruolo dell’azienda nel settore della meccanica di precisione per applicazioni ad alta tecnologia.