Novo método de manufatura aditiva assistida por robô em órbita

A indústria de robótica aeroespacial exige extrema precisão para atender a requisitos rígidos de tolerância, padrões de segurança e necessidades de micromanipulação. Os clientes aeroespaciais da Mecademic, desde o Johnson Space Center da NASA até os líderes da indústria de fabricação de foguetes, se beneficiam de uma precisão inigualável ao automatizar com nosso braço robótico Meca500. O Meca500 é comumente encomendado para montar eletrônicos aeroespaciais delicados, realizar inspeções e testes de qualidade, pequenos componentes de máquinas de precisão e até mesmo micromanipular materiais extraterrestres.

Com sua repetibilidade de 5 µm, o robô garante que cada tarefa seja executada de forma confiável, idêntica e na mesma taxa. Equipe os robôs com sistemas de visão e sensores para maior precisão em altas taxas de trabalho.

Nova pesquisa de manufatura aditiva assistida por robô

A capacidade de imprimir estruturas sob demanda no espaço sideral tornou-se uma necessidade para a exploração espacial bem-sucedida. NASA, SpaceX, Boeing e outros já estão imprimindo centenas de peças e explorando formas inovadoras de usar tecnologia aditiva.

Neste novo trabalho de pesquisa, os autores do estudo avaliaram uma nova maneira de imprimir essas estruturas funcionais no espaço, usando o Meca500.

Eles exploraram dois métodos para fabricar grandes estruturas usando um free-flyer robótico em uma mesa de rolamento de ar:

1. Extrudando enquanto o free-flyer estava se movendo; e,
2. Dividir a grande estrutura em segmentos para serem impressos e montados.

Do artigo, Estudo de viabilidade de impressão 3D de formato grande e livre para manufatura aditiva em órbita:

"A fabricação e montagem aditiva (AM) em grande escala e em órbita está sendo considerada uma abordagem modular e de economia de recursos para facilitar a presença humana permanente no espaço.

Para realizar isso, foi desenvolvida uma nova abordagem de AM para fabricar estruturas grandes e funcionais no espaço de forma livre. Combinando o alcance de um CubeSat de voo livre com um braço robótico colaborativo [o Meca500] e uma impressora 3D, grandes estruturas termoplásticas sem suporte podem ser fabricadas além do tamanho da própria configuração.



O método de impressão contínua foi capaz de produzir resultados consistentes para uma única linha de material. Usando o
abordagem de impressão segmentada, foi possível imprimir uma estrutura de treliça com comprimento superior a 700 mm. A dependência do método de impressão sem suporte na direção do vetor de gravidade foi explorada e verificou-se através de inspeção visual que a impressão em -1 g não produziu diferenças discerníveis com a impressão em 1 g. Como tal, postula-se que o método pode ser usado independentemente da direção da gravidade e, portanto, também em microgravidade.

Assim, demonstramos a viabilidade de uma pequena espaçonave para fabricar estruturas sem suporte maiores do que ela mesma usando um braço robótico com efetor final de cabeça de impressão 3D. O uso de tal espaçonave permitiria a impressão 3D sem suporte de estruturas com dimensões ilimitadas e oferece mais flexibilidade do que as máquinas de fabricação de treliças propostas por outros."


Imagens e estudo © dos autores do estudo:
D. Jonckers*, O. Tauscher*, E. Stoll† e A. Thakur*‡

*Instituto de Sistemas Espaciais, Universidade Técnica Braunschweig, Braunschweig, Alemanha
†Instituto de Tecnologia Espacial, Universidade Técnica de Berlim, Berlim, Alemanha
‡Autor correspondente:[email protected]

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