El equipo multidisciplinar formado por Airbus Defence and Space, AddUp y la Cranfield University and Highftech Engineering, acaba de desarrollar la primera impresora 3D de metal para la Agencia Espacial Europea (ESA), la cual se pondr谩 a prueba pr贸ximamente a bordo del m贸dulo Columbus de la Estaci贸n Espacial Internacional (ISS). Podr铆a ser un verdadero punto de inflexi贸n para la fabricaci贸n en el espacio y futuras misiones a la Luna o Marte.

Un cambio de paradigma para lxs astronautas

Desde el 2014 varias impresoras 3D de pl谩stico se encuentran a bordo de la Estaci贸n Espacial Internacional (ISS). Los astronautas ya las han utilizado para sustituir o reparar piezas, ya que uno de los grandes problemas del d铆a a d铆a en el espacio es la suministro de equipos, que pueden tardar meses en llegar. Pero no todos los problemas se pueden resolver con pl谩stico鈥

Esta limitaci贸n log铆stica se intensificar谩 en las futuras estaciones lunares y marcianas en las pr贸ximas d茅cadas. Aunque la materia prima tiene que ser enviada a 贸rbita, imprimir la pieza in situ sigue siendo mucho m谩s eficiente que transportarla hasta su destino final, por no hablar de la planificaci贸n que supondr铆a tener que adivinar qu茅 herramientas vas a necesitar para los pr贸ximos meses. Esta alternativa permite dise帽ar y fabricar soluciones personalizadas que se adapten a los problemas diarios de los equipos a bordo de la estaci贸n.

Gwena毛lle Aridon, ingeniera jefe de Airbus Space Assembly, afirma: 鈥淟a impresora 3D de metal aportar谩 nuevas capacidades de fabricaci贸n en 贸rbita, incluida la posibilidad de producir piezas estructurales que soporten carga y que sean m谩s resistentes que su equivalente de pl谩stico. Los astronautas podr谩n fabricar directamente herramientas como llaves o interfaces de montaje que podr铆an conectar varias piezas entre s铆. La flexibilidad y la r谩pida disponibilidad de la impresi贸n 3D mejorar谩n enormemente la autonom铆a de los astronautas鈥.

Los desaf铆os de imprimir metal en el espacio

Si bien hemos dominado el proceso de impresi贸n 3D en la Tierra, este tipo de fabricaci贸n en el espacio presenta su propio conjunto de desaf铆os t茅cnicos. S茅bastien Girault, ingeniero de sistemas de impresoras 3D de metal en Airbus, lo explica. 鈥淓l primer desaf铆o con esta demostraci贸n de tecnolog铆a fue el tama帽o. En la Tierra, las impresoras 3D de metal actuales se instalan en un laboratorio de al menos diez metros cuadrados鈥, afirma. 鈥淧ara crear el prototipo de la ISS, tuvimos que reducir la impresora al tama帽o de una lavadora鈥. Esta miniaturizaci贸n es necesaria para caber dentro del bastidor en el que se alojar谩 la impresora a bordo del Laboratorio Columbus de la ISS. 鈥淐on este tama帽o podemos imprimir piezas con un volumen de nueve cent铆metros de alto y cinco cent铆metros de ancho鈥, afirma Girault.

El segundo desaf铆o es la seguridad: proteger la ISS del entorno de impresi贸n agresivo causado por el l谩ser y el calor que genera. La impresora se encuentra en una caja met谩lica sellada, que act煤a como una caja fuerte. El punto de fusi贸n de las aleaciones met谩licas compatibles con este proceso puede superar los 1.200 掳C, en comparaci贸n con los 200 掳C del pl谩stico, lo que implica un control t茅rmico dr谩stico.

鈥淟a gesti贸n de la gravedad tambi茅n es clave, por eso elegimos la tecnolog铆a de impresi贸n basada en cables. El cable es independiente de la gravedad, a diferencia del sistema a base de polvo, que siempre tiene que caer al suelo鈥, afirma Girault.

Por 煤ltimo, ya sean de pl谩stico o de metal, se emiten humos que hay que filtrar y capturar en el interior de la m谩quina para que no contaminen el aire del interior de la ISS. “La seguridad y la contaminaci贸n son factores clave para nosotros, no s贸lo para la ISS, sino tambi茅n para su uso futuro en la Luna”, afirma Aridon.

Fuente: Airbus

Imprimiendo en un entorno de microgravedad

脡sta es una de las preguntas que el equipo se propone responder. Para este experimento se utilizar谩n dos impresoras: el ‘flight model‘ dentro de la ISS; y el 鈥engineering model鈥 en la Tierra. Los astronautas imprimir谩n cuatro muestras en el espacio, que ser谩n enviadas a la Tierra para su an谩lisis. Los mismos ejemplares se fabricar谩n utilizando ambas m谩quinas para su posterior evaluaci贸n y comparaci贸n. “Para evaluar los efectos de la microgravedad, la ESA y la Universidad T茅cnica Danesa realizar谩n pruebas de resistencia mec谩nica y de flexi贸n y an谩lisis microestructurales de las piezas fabricadas en el espacio y las comparar谩n con otras muestras”, explica Girault.

Fuente: Airbus

Siguiente desaf铆o: La Luna

La impresi贸n 3D de metal a bordo de la ISS ayudar谩 a mejorar la comprensi贸n de la calidad de la impresi贸n de metal en 贸rbita y proporcionar谩 informaci贸n valiosa sobre el funcionamiento de este tipo de maquinaria en el espacio. Imprimir piezas estructurales en entornos de microgravedad es un paso importante en la preparaci贸n de las tecnolog铆as que la humanidad necesitar谩 para una presencia sostenida en la Luna.

“Mejorar el nivel de madurez y automatizaci贸n de la fabricaci贸n aditiva en el espacio podr铆a suponer un punto de inflexi贸n para sustentar la vida m谩s all谩 de la Tierra”, subraya Aridon. 鈥淪i pensamos m谩s all谩 de la ISS, las aplicaciones podr铆an ser sorprendentes. 隆Imag铆nese una impresora de metal que utiliza regolito [polvo lunar] transformado o materiales reciclados para construir una base lunar!

Tama帽o de la impresora80 x 70 x 40 cm
Tama帽o de las piezas impresas9 x 5 cm
Materias primasAlambre de acero inoxidable
UsosReparar o fabricar herramientas, interfaces de montaje y piezas mec谩nicas
N煤mero de piezas a imprimir4
Tiempo de impresi贸n por pieza40 horas

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