A impressão 3D ajudando na exploração do espaço

Os humanos sempre olharam para as estrelas, e sua curiosidade e observação do universo e do espaço nunca pararam. Hoje em dia, a tecnologia aeroespacial está se desenvolvendo rapidamente, de “um grande passo para a humanidade” à espaçonave SpaceX Dragon que atrai com sucesso a Estação Espacial Internacional. Ao mesmo tempo, as empresas comerciais do setor aeroespacial cresceram rapidamente, incluindo a órbita baixa da Terra e a exploração do espaço profundo, que não são mais as únicas áreas em que a orientação do governo está envolvida. A competição de produtos, o controle de custos e a busca de lucros tornaram-se características importantes da indústria aeroespacial comercial. Esses recursos tornaram possível o uso da impressão 3D, bem como outras tecnologias de fabricação de engenharia mais rápidas, convenientes e baratas.

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A nave espacial SpaceX Dragon na ISS (Estação Espacial Internacional)

No campo aeroespacial, os satélites são comumente vistos como objetos gigantes que requerem um processo de fabricação longo e complexo e milhões de dólares. Porém, o surgimento de pequenos satélites em cubo está quebrando essa rotina, pois são mais convenientes, mais eficientes e mais fáceis de operar. O menor custo de produção, o baixo custo de lançamento e o curto ciclo de produção também estão empurrando a indústria para modelos menores.

O CubeSat é um módulo de cubo padrão usado para observação espacial simples e medição atmosférica. É equipado com foguetes de lançamento e não possui sistema de propulsão independente. A superfície é geralmente coberta com painéis solares. Isso contribuiu muito para a adoção, iteração e desenvolvimento da tecnologia CubeSat. Usando a tecnologia CubeSat, é possível verificar a velocidade em órbita, observar a Terra e realizar a exploração de asteróides. A manufatura aditiva pode acelerar o ciclo de produção, reduzir ainda mais o custo de fabricação e dar à equipe de P&D de satélites em cubo mais liberdade de design.

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Modelo conceitual de satélite cubo

Nos últimos anos, a Agência Espacial Europeia lançou o programa QB50 para a detecção de camadas atmosféricas de baixa temperatura. O objetivo da missão do QB50 é descrito como uma “demonstração e verificação de uma rede de 50 CubeSats desenvolvida por uma equipe universitária global, lançada por um foguete transportador de baixo custo, para completar uma missão científica de detectar baixa temperatura atmosférica a uma altitude de 200-380 quilômetros. ” Devido à curta vida útil dos satélites em órbita, se os procedimentos e especificações de teste de desenvolvimento de espaçonaves existentes forem usados para desenvolver 50 satélites tradicionais, o custo será extremamente alto e o projeto não será financeiramente viável. Portanto, uma alternativa de baixo custo deve ser efetivamente realizada. Os satélites em cubo impressos em 3D podem efetivamente romper esse gargalo, permitindo que o plano QB50 avance.

Um instituto de pesquisa aeroespacial chinês recentemente usou a INTAMSYS FUNMAT PRO 410, um equipamento de impressão 3D de alto desempenho, para imprimir satélites em cubo para experimentos de pesquisa científica. Os CubeSats impressos eram feitos de dois materiais INTAMSYS PEEK diferentes. As amostras impressas passaram no teste preliminar de pesquisa científica, e a próxima etapa será a realização dos testes em ambiente simulado de acordo com o plano de acompanhamento do instituto.

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PEEK Cube-Satellite

Um dos pesquisadores do instituto afirmou: “a INTAMSYS FUNMAT PRO 410 pode imprimir materiais de alto desempenho como o PEEK. O material PEEK tem excelente resistência à radiação, adequação de espaço para ambientes de alta e baixa temperatura e desempenho de saída de gás a vácuo extremamente baixo. Isso garante a segurança e confiabilidade de materiais e estruturas no espaço e torna possível uma ampla gama de perspectivas de aplicação aeroespacial. E os bicos duplos inteligentes da FUNMAT PRO 410 têm a capacidade de imprimir materiais em alta temperatura, o que aumentou muito nossas possibilidades de design e encurtou o ciclo de nossa pesquisa e desenvolvimento.

A aplicação da tecnologia de impressão 3D e da impressora 3D INTAMSYS FUNMAT PRO 410 acelerou muito o processo de desenvolvimento do CubeSat e deu ao pessoal de pesquisa e desenvolvimento grande liberdade e espaço de imaginação, o que era inimaginável no passado. Além do corpo principal impresso em 3D dos cubos, haverá também circuitos elétricos internos. O instrumento, placa de circuito e painel solar só precisam ser inseridos para completar o produto acabado. A estrutura do CubeSat com seu material PEEK duplo é estável, e mais testes serão realizados. Posteriormente, cenários específicos de mecânica e eletromagnetismo também serão testados.”

A tecnologia de impressão 3D INTAMSYS não só dá aos pesquisadores mais liberdade criativa, mas também economiza muitos custos humanos e materiais para a instituição de pesquisa. No passado, as estruturas dos satélites Cube eram geralmente construídas com a tecnologia tradicional de processamento de chapa metálica, que requer moldes e, como todos sabemos, os moldes podem ser extremamente caros. Normalmente, demoraria várias semanas ou às vezes até meses para ter a peça pronta. Para institutos de pesquisa e suas necessidades de P&D e produção de pequenos lotes, o custo era muito alto e o tempo de espera muito longo. O método de produção tradicional pode prejudicar seriamente o progresso da pesquisa científica. As vantagens que a impressão 3D oferece estão claramente mais de acordo com as necessidades desses clientes. Os usuários não precisam construir o molde, eles podem usar diretamente o equipamento de impressão 3D para imprimir imediatamente após projetar o arquivo, o que economiza muito tempo e custo e acelera o processo de otimização do projeto estrutural e iteração do produto.

A exploração da tecnologia de impressão 3D aplicada ao aeroespacial, como a pesquisa CubeSat, levará inevitavelmente a mais pesquisas no ambiente espacial (ausência de gravidade e ambiente de vácuo).

Sobre a FUNMAT PRO 410

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A FUNMAT PRO 410 é uma impressora 3D de nível industrial, que pode imprimir em 3D materiais e plásticos de engenharia de alto desempenho:

  • – Bicos duplos inteligentes, ambos com a capacidade de imprimir materiais de alta temperatura, com materiais de suporte solúveis em água;
  • – Design térmico avançado, a temperatura do bico pode chegar a 500 ℃, a plataforma de impressão pode chegar a 160 ℃ e a temperatura constante da câmara pode chegar a 90 ℃;
  • – Recursos de impressão de sistema aberto, abrangendo materiais de alto desempenho e plásticos de engenharia, podem imprimir filamentos de qualquer marca;
  • – Uma variedade de recursos inteligentes, incluindo sistema de resfriamento de líquido, silo de secagem quente, aviso de ausência de filamento e outras funções.

Sobre INTAMSYS

A INTAMSYS é uma empresa líder mundial de alta tecnologia que fornece materiais de impressão 3D de alto desempenho, soluções de manufatura aditiva direta e software. Co-fundada por uma equipe de engenheiros com anos de desenvolvimento de equipamentos de precisão e pesquisa de materiais de alto desempenho, a empresa está sediada em Xangai. Atualmente, possui um sistema completo de marketing e serviço pós-venda que cobre todo o mundo, com 2 centros de marketing e serviços técnicos europeus e americanos, respectivamente localizados na Alemanha e nos Estados Unidos. A INTAMSYS concentra-se na indústria aeroespacial, automotiva, eletrônica, produtos de consumo, pesquisa médica, científica e outras indústrias, fornecendo soluções completas de manufatura aditiva, desde a prototipagem de teste funcional, fabricação de acessórios de ferramentas até o produto final para produção em massa.

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