Método revolucionario de manufactura aditiva asistida por robot en órbita

La industria de robótica aeroespacial exige extrema precisión para cumplir estrictos requisitos de tolerancia, estándares de seguridad y necesidades de micromanipulación. Los clientes aeroespaciales de Mecademic, desde el Centro Espacial Johnson de NASA hasta líderes de la industria de fabricación de cohetes, se benefician de una precisión inigualable al automatizar con nuestro brazo robótico Meca500. El Meca500 se encarga comúnmente de ensamblar electrónica aeroespacial delicada, realizar inspecciones de calidad y pruebas, mecanizar de precisión componentes pequeños e incluso micro-manipular materiales extraterrestres.

Con su repetibilidad de 5 µm, el robot garantiza que cada tarea se realice de manera confiable, idéntica y a la misma velocidad. Equipe los robots con sistemas de visión y sensores para mayor precisión a altas tasas de trabajo.

Nueva investigación en manufactura aditiva asistida por robot

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

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

Exploraron dos métodos para fabricar estructuras grandes usando un robot free-flyer en una mesa de cojín de aire:

1. Extruir mientras el free-flyer se movía; y,
2. Dividir la estructura grande en segmentos para imprimir y ensamblar.

Del artículo, Estudio de Factibilidad de Impresión 3D Freeform de Gran Formato para Manufactura Aditiva en Órbita:

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

Para lograr esto, se ha desarrollado un enfoque novedoso de AM para fabricar freeform estructuras grandes y funcionales en el espacio. Combinando el alcance de un CubeSat free-flyer con un brazo robótico colaborativo [el Meca500] y una impresora 3D, grandes estructuras termoplásticas sin soportes pueden fabricarse más allá del tamaño del propio equipo.

El método de impresión continua fue capaz de producir resultados consistentes para una sola línea de material. Usando el enfoque de impresión segmentada, fue posible imprimir una estructura de celosía con una longitud superior a 700 mm. La dependencia del método de impresión sin soportes en la dirección del vector de gravedad fue explorada, y se encontró mediante inspección visual que la impresión en −1 g no producía diferencias discernibles 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.

Hemos demostrado así la factibilidad de una pequeña nave espacial para fabricar estructuras sin soportes más grandes que ella misma usando un brazo robótico con efector final de cabezal de impresión 3D. Usar tal nave espacial permitiría la impresión 3D sin soportes de estructuras con dimensiones ilimitadas, y ofrece más flexibilidad que las máquinas de fabricación de celosías 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 de Braunschweig, Braunschweig, Alemania
†Instituto de Tecnología Espacial, Universidad Técnica de Berlín, Berlín, Alemania
‡Autor correspondiente: aditya.thakur@tu-braunschweig.de

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