Método novedoso de fabricación aditiva asistida por robot en órbita

La industria de la robótica aeroespacial exige una precisión extrema para cumplir con los estrictos requisitos de tolerancia, los estándares de seguridad y las necesidades de micromanipulación. Los clientes aeroespaciales de Mecademic, que van desde el Centro Espacial Johnson de la NASA hasta los líderes de la industria de fabricación de cohetes, se benefician de una precisión inigualable al automatizar con nuestro brazo robótico Meca500. El Meca500 suele encargarse de ensamblar componentes electrónicos aeroespaciales delicados, realizar inspecciones y pruebas de calidad, mecanizar componentes pequeños con precisión e incluso micromanipular materiales extraterrestres.

Con su repetibilidad de 5 µm, el robot garantiza que cada tarea se realice de forma fiable, idéntica y al mismo ritmo. Equipe los robots con sistemas de visión y sensores para mayor precisión a altas tasas de trabajo.

Nueva investigación de fabricación aditiva asistida por robot

La capacidad de imprimir estructuras bajo demanda en el espacio exterior se ha convertido en una necesidad para una exploración espacial exitosa. La NASA, SpaceX, Boeing y otros ya están imprimiendo cientos de piezas y explorando formas innovadoras de usar tecnología aditiva.

En este nuevo trabajo de investigación, los autores del estudio evaluaron una forma novedosa de imprimir tales estructuras funcionales en el espacio, utilizando el Meca500.

Exploraron dos métodos para la fabricación de grandes estructuras utilizando un robot de vuelo libre en una mesa con cojinetes de aire:

1. Extruyendo mientras el volador libre se movía; y,
2. Dividir la gran estructura en segmentos para imprimirlos y ensamblarlos.

Del documento, Estudio de viabilidad de la impresión 3D de forma libre y gran formato para la fabricación aditiva en órbita:

"La fabricación aditiva (AM) y el ensamblaje a gran escala en órbita se están considerando como un enfoque modular y de ahorro de recursos para facilitar la presencia humana permanente en el espacio.

Para realizar esto, se ha desarrollado un nuevo enfoque AM para fabricar estructuras grandes y funcionales de forma libre en el espacio. Combinando el alcance de un CubeSat de vuelo libre con un brazo robótico colaborativo [el Meca500] y una impresora 3D, se pueden fabricar grandes estructuras termoplásticas sin soporte más allá del tamaño de la configuración misma.

El método de impresión continua fue capaz de producir resultados consistentes para una sola línea de material. Utilizando el
enfoque de impresión segmentada, fue posible imprimir una estructura de truss con una longitud de más de 700 mm. Se exploró la dependencia del método de impresión sin soporte en la dirección del vector de gravedad y se encontró a través de una inspección visual que la impresión en -1 g no producía diferencias perceptibles con la impresión en 1 g. Como tal, se postula que el método puede usarse independientemente de la dirección de la gravedad y, por lo tanto, también en microgravedad.

De este modo, hemos demostrado la viabilidad de una pequeña nave espacial para fabricar estructuras sin soporte más grandes que ella misma utilizando un brazo robótico con un efector final de cabezal de impresión 3D. El uso de una nave espacial de este tipo permitiría la impresión 3D sin soporte de estructuras con dimensiones ilimitadas y ofrece más flexibilidad que las máquinas de fabricación de armazones propuestas por otros".

Imágenes y estudio © de los autores del estudio:
D. Jonckers*, O. Tauscher*, E. Stoll† y A. Thakur*‡

*Instituto de Sistemas Espaciales, Universidad Técnica Braunschweig, Braunschweig, Alemania
†Instituto de Tecnología Espacial, Universidad Técnica de Berlín, Berlín, Alemania
‡Autor para correspondencia:[email protected]

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