Concepto de un sonotrodo UAM montado en un robot [Fuente: Fabrisonic]
Otra empresa anunció intenciones de producir una impresora 3D basada en el espacio: Fabrisonic.
Es posible que no haya oído hablar de Fabrisonic, ya que utilizan un proceso de impresión 3D muy inusual conocido como UAM, o fabricación aditiva ultrasónica.
UAM implica hacer vibrar materiales adyacentes a una frecuencia ultrasónica. Esta vibración finalmente hace que las moléculas se unan entre sí. Esta soldadura ultrasónica ocurre porque los óxidos que normalmente recubren las superficies de los metales se desgastan, lo que permite que las moléculas de metal entren en contacto y se unan.
Para imprimir en 3D con UAM, se colocan juntas láminas delgadas de metal y se desliza el cabezal de la herramienta a lo largo de ellas para crear la unión. El proceso inusual incluso permite la unión de materiales diferentes. Personalmente, he tenido piezas en mi mano hechas tanto de cobre como de aluminio fabricadas por Fabrisonic.
El proceso es bastante inusual ya que no involucra calor, a diferencia de la mayoría de los otros procesos de impresión 3D de metal. También consume poca energía porque no hay necesidad de generar calor.
Su sistema suele estar montado en una plataforma CNC, donde los movimientos cartesianos llevan el cabezal ultrasónico sobre los materiales. Esa técnica se utilizó en un proyecto que Fabrisonic emprendió con la NASA hace unos años.
El proyecto fue exitoso, pero aparentemente ha llevado a una mayor cooperación con la agencia espacial.
Fabrisonic anunció que se asociará con TGV Rockets en un proyecto SBIR de la NASA para adaptar la tecnología UAM para su uso en el vacío del espacio.
El CEO de Fabrisonic, Mark Norfolk, escribió:
“La razón más obvia para soldar o imprimir en 3D en el espacio es la reparación. Actualmente hay 27.000 piezas de desechos espaciales en órbita que son lo suficientemente grandes como para ser rastreadas. Moviéndose a más de 17,000 millas por hora, cualquiera de estos puede abrir un agujero en las estructuras espaciales. Se sabe que incluso pequeñas motas de pintura causan daños graves en caso de impacto. Una pequeña pieza de escombros puede perforar un agujero en una nave espacial. Se necesitan técnicas de reparación inmediata para estabilizar la situación y, con suerte, permitir que la misión continúe.
Sin embargo, a largo plazo, el enfoque real para la soldadura y la impresión 3D en el espacio es la construcción. Actualmente construimos naves espaciales principalmente para soportar las cargas experimentadas en el lanzamiento. Una vez en el espacio, la mayoría de las naves espaciales experimentan casi ninguna carga estructural real. Si los ingenieros pueden descubrir formas de fabricar en el espacio, entonces nuestra eficiencia material puede dispararse a las estrellas. Un beneficio adicional es que podemos construir estructuras mucho más grandes que las que caben en los vehículos de lanzamiento. Al lanzar materias primas y luego soldarlas en el espacio, podemos crear las estructuras exactas que necesitamos sin comprometer los diseños solo para el lanzamiento”.
Norfolk cree, y estoy de acuerdo, que UAM es en realidad un buen candidato para la soldadura y la construcción en el espacio. Hay varias razones, como los requisitos de baja potencia y la capacidad de vacío inherente, pero también el alivio de la preocupación por la seguridad debido a la falta de calor en el proceso UAM.
¿Es eso realmente una preocupación? Hace décadas, los experimentos de soldadura en el espacio casi provocaron una catástrofe. Wikipedia describe la acción en la Soyuz 6 por parte de los cosmonautas soviéticos:
“La tripulación estaba compuesta por Shonin y Kubasov, quienes realizaron experimentos en soldadura espacial. Probaron tres métodos: utilizando un haz de electrones, un arco de plasma de baja presión y un electrodo consumible. Mientras soldaba, Kubasov casi quemó el casco del compartimento habitable del vehículo, lo que en ausencia de trajes espaciales podría haber resultado en una situación catastrófica”.
¡Ay! Esa es razón suficiente para buscar soluciones de soldadura de bajo calor.
Norfolk cree que el mejor enfoque podría ser colocar el cabezal de herramientas UAM en un sistema de brazo robótico, lo que proporcionaría una gran libertad de movimiento y, por lo tanto, permitiría una amplia variedad de escenarios de construcción.
Cabe señalar que en el espacio no hay gravedad, por lo que no se aplican necesariamente las limitaciones normales de los brazos robóticos. Considere que el Canadarm en la Estación Espacial Internacional se puede extender a 17,6 m de longitud. Eso es mucho alcance para cualquier impresora 3D, lo que implica que se podría intentar un objeto de 35 m de ancho.
Este es un experimento muy valioso para Fabrisonic, ya que su último proyecto de la NASA resultó en un producto nuevo y popular para la empresa. Si se desarrolla el sistema UAM basado en el espacio, podría haber un gran mercado para el dispositivo en el futuro a medida que las naciones se adentren en nuestro Sistema Solar.
vía fabrisonic