Método Revolucionário de Manufatura Aditiva Assistida por Robô em Órbita

A indústria de robótica aeroespacial exige precisão extrema para atender a rigorosos requisitos de tolerância, padrões de segurança e necessidades de micromanipulação. Clientes aeroespaciais da Mecademic, variando do Centro Espacial Johnson da NASA a líderes da indústria de fabricação de foguetes, beneficiam-se de precisão incomparável ao automatizar com nosso braço robótico Meca500. O Meca500 é comumente comissionado para montar eletrônicos aeroespaciais delicados, realizar inspeções de qualidade e testes, usinar componentes pequenos com precisão e até micro-manipular materiais extraterrestres.

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

Nova pesquisa em manufatura aditiva assistida por robô

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

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

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

1. Extrusão enquanto o free-flyer estava em movimento; e,
2. Divisão da grande estrutura em segmentos para serem impressos e montados.

Do artigo, Estudo de Viabilidade de Impressão 3D Freeform de Grande Formato para Manufatura Aditiva em Órbita:

"Manufatura aditiva (AM) e montagem em órbita de grande escala estão sendo consideradas como uma abordagem modular e economizadora de recursos para facilitar a presença humana permanente no espaço.

Para realizar isso, uma nova abordagem AM para fabricar freeform grandes estruturas funcionais no espaço foi desenvolvida. Combinando o alcance de um CubeSat free-flying com um braço robótico colaborativo [o Meca500] e uma impressora 3D, grandes estruturas termoplásticas livres de suporte podem ser manufaturadas além do tamanho do próprio setup.

O método de impressão contínua foi capaz de produzir resultados consistentes para uma única linha de material. Usando a abordagem de impressão segmentada, foi possível imprimir uma estrutura de treliça com comprimento superior a 700 mm. A dependência do método de impressão livre de suporte na direção do vetor de gravidade foi explorada, e descobriu-se através de inspeção visual que imprimir em -1 g não produziu diferenças discerníveis com 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 manufaturar estruturas livres de suporte maiores que ela mesma usando um braço robótico com efetor final de cabeçote de impressão 3D. Usar tal espaçonave permitiria impressão 3D livre de suporte de estruturas com dimensões ilimitadas, e oferece mais flexibilidade que as máquinas de manufatura de treliça propostas por outros."

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

*Institute of Space Systems, Technical University Braunschweig, Braunschweig, Germany
†Institute for Space Technology, Technical University Berlin, Berlin, Germany
‡Autor correspondente: aditya.thakur@tu-braunschweig.de

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