Méthode révolutionnaire de fabrication additive assistée par robot en orbite

L'industrie de la robotique aérospatiale exige une précision extrême pour répondre à des exigences de tolérance strictes, des normes de sécurité et des besoins de micromanipulation. Les clients aérospatiaux de Mecademic, allant du Centre Spatial Johnson de la NASA aux leaders de l'industrie de la fabrication de fusées, bénéficient d'une précision inégalée lors de l'automatisation avec notre bras robotique Meca500. Le Meca500 est couramment chargé d'assembler des électroniques aérospatiales délicates, d'effectuer des inspections et tests de qualité, d'usiner des composants de précision, et même de micromanipuler des matériaux extraterrestres.

Avec sa répétabilité de 5 µm, le robot garantit que chaque tâche est effectuée de manière fiable, identiquement et au même rythme. Équipez les robots de systèmes de vision et de capteurs pour une précision accrue à des taux de travail élevés.

Nouvelle recherche sur la fabrication additive assistée par robot

La capacité d'imprimer des structures à la demande dans l'espace est devenue une nécessité pour une exploration spatiale réussie. NASA, SpaceX, Boeing et d'autres impriment déjà des centaines de pièces et explorent des façons innovantes d'utiliser la technologie additive.

Dans ce nouveau document de recherche, les auteurs de l'étude ont évalué une nouvelle façon d'imprimer de telles structures fonctionnelles dans l'espace, en utilisant le Meca500.

Ils ont exploré deux méthodes pour fabriquer de grandes structures en utilisant un robot free-flyer sur une table à coussin d'air :

1. Extrusion pendant que le free-flyer était en mouvement ; et,
2. Division de la grande structure en segments à imprimer et assembler.

D'après l'article, Étude de faisabilité de l'impression 3D grand format à forme libre pour la fabrication additive en orbite :

"La fabrication additive (FA) et l'assemblage en orbite à grande échelle sont considérés comme une approche modulaire et économe en ressources pour faciliter une présence humaine permanente dans l'espace.

Pour réaliser cela, une nouvelle approche de FA pour fabriquer en forme libre de grandes structures fonctionnelles dans l'espace a été développée. En combinant la portée d'un CubeSat free-flying avec un bras robotique collaboratif [le Meca500] et une imprimante 3D, de grandes structures thermoplastiques sans support peuvent être fabriquées au-delà de la taille de l'installation elle-même.

La méthode d'impression continue était capable de produire des résultats constants pour une seule ligne de matériau. En utilisant l'approche d'impression segmentée, il était possible d'imprimer une structure en treillis d'une longueur de plus de 700 mm. La dépendance de la méthode d'impression sans support par rapport à la direction du vecteur de gravité a été explorée, et il a été constaté par inspection visuelle que l'impression en −1 g ne produisait pas de différences discernables avec l'impression en 1 g. En tant que tel, il est postulé que la méthode peut être utilisée indépendamment de la direction de la gravité, et donc aussi en microgravité.

Nous avons ainsi démontré la faisabilité d'un petit vaisseau spatial pour fabriquer des structures sans support plus grandes que lui-même en utilisant un bras robotique avec une tête d'impression 3D en bout d'effecteur. L'utilisation d'un tel vaisseau spatial permettrait l'impression 3D sans support de structures aux dimensions illimitées, et offre plus de flexibilité que les machines de fabrication de treillis proposées par d'autres."

Images et étude © des auteurs de l'étude :
D. Jonckers*, O. Tauscher*, E. Stoll†, et A. Thakur*‡

*Institute of Space Systems, Technical University Braunschweig, Braunschweig, Allemagne
†Institute for Space Technology, Technical University Berlin, Berlin, Allemagne
‡Auteur correspondant : aditya.thakur@tu-braunschweig.de

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