Resumen
En el marco de una colaboración a largo plazo en I+D, MX3D se asoció con Thales Alenia Space para desarrollar un componente estructural de aluminio de gran tamaño. Diseñado para módulos espaciales tripulados o no tripulados de próxima generación, incluidas cámaras presurizadas avanzadas, este componente demuestra cómo la fabricación aditiva robótica por arco de hilo (WAAM) acelera la producción de hardware espacial. Ampliando los límites de la I+D continua de MX3D, esta iniciativa colaborativa ha logrado integrar con éxito la fabricación con múltiples robots, piezas de gran tamaño y materiales de alto rendimiento. Al sustituir los anillos forjados tradicionales y los ensamblajes de varias etapas por una única estructura impresa en 3D de forma continua, el proyecto ha logrado una reducción sin precedentes de los plazos de fabricación, el desperdicio de material y la complejidad general de la cadena de suministro.
Superar los cuellos de botella en la forja con la tecnología WAAM
La fabricación tradicional de estructuras espaciales primarias se basa en piezas forjadas en bruto de gran tamaño, que conllevan plazos de aprovisionamiento notoriamente largos y un gran desperdicio de material. La fabricación convencional también requiere mecanizar los subcomponentes de forma independiente y, a continuación, unirlos, lo que añade múltiples pasos de producción. Para sortear estos cuellos de botella, los equipos de ingeniería diseñaron varias secciones del producto final como un único modelo integrado, optimizado para la fabricación aditiva por deposición de material (WAAM) a gran escala. La preforma se depositó con éxito utilizando una aleación de aluminio y escandio de alto rendimiento, lo que eliminó los pasos de montaje intermedios y aumentó el factor de «forma casi definitiva» antes del mecanizado posterior externo con CNC. Como muestra del impacto de esta colaboración en el sector, el proyecto finalizado se presentó en la conferencia WAMS 26, organizada por la ESA y la NASA.
Resultados clave del proyecto
- Reducción del plazo de entrega: Se fabricó la estructura a escala real en una fracción del tiempo que requiere la fabricación tradicional.
- Reducción de peso: Se ha reducido considerablemente la masa de la materia prima inicial en comparación con las piezas en bruto forjadas tradicionales.
- Mejora del programa «Buy-To-Fly»: Se ha reducido considerablemente el desperdicio de material en el submecanizado.
- Consolidación de piezas: Se han agrupado secciones separadas en una sola impresión.
«En Thales Alenia Space, estamos aprovechando la fabricación aditiva por arco eléctrico (WAAM) para replantearnos cómo fabricamos componentes a gran escala para hábitats espaciales. Este hito ha sido posible gracias a nuestra colaboración con MX3D».
— Nicola Aversano, ingeniero de materiales en Thales Alenia Space
Imagen: cortesía de Thales Alenia Space. Las operaciones de posprocesamiento las ha llevado a cabo un socio de la cadena de suministro de Thales Alenia Space.
Especificaciones del proyecto
- Sector: Aeroespacial / Estructuras espaciales
- Material / Aleación: Aluminio de alta resistencia 5183 + Sc (aluminio-escandio)
- Dimensiones: 3,0 metros de diámetro x 1,5 metros de altura
- Tiempo de impresión: 12 semanas de fabricación ininterrumpida
- Estrategia de fabricación: WAAM robotizada + fresado de precisión CNC externo
- Indicador clave: >Reducción del 50 % en el peso respecto a las piezas forjadas en bruto, mejora de aproximadamente el 60 % en el índice «Buy-To-Fly»
Imagen: cortesía de Thales Alenia Space. Las operaciones de posprocesamiento las ha llevado a cabo un socio de la cadena de suministro de Thales Alenia Space.
