Nouvelle méthode de fabrication additive assistée par robot en orbite

L'industrie de la robotique aérospatiale exige une précision extrême pour répondre aux exigences de tolérance strictes, aux normes de sécurité et aux besoins de micromanipulation. Les clients aérospatiaux de Mecademic, allant du Johnson Space Center 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 généralement chargé d'assembler des composants électroniques aérospatiaux délicats, d'effectuer des inspections et des tests de qualité, d'usiner avec précision de petits composants et même de micro-manipuler des matériaux extraterrestres.

Avec sa répétabilité de 5 µm, le robot garantit que chaque tâche est effectuée de manière fiable, identique et à la même cadence. Équipez les robots de systèmes de vision et de capteurs pour une précision accrue à des cadences de travail élevées.

Nouvelle recherche sur la fabrication additive assistée par robot

La capacité d'imprimer des structures à la demande dans l'espace extra-atmosphérique est devenue une nécessité pour une exploration spatiale réussie. La NASA, SpaceX, Boeing et d'autres impriment déjà des centaines de pièces et explorent des moyens innovants 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 de fabrication de grandes structures à l'aide d'un robot volant libre sur une table à coussin d'air :

1. Extruder pendant que le vol libre se déplaçait ; et,
2. Division de la grande structure en segments à imprimer et assembler.

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

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

Pour réaliser cela, une nouvelle approche de fabrication additive pour fabriquer de grandes structures fonctionnelles dans l'espace a été développée. En combinant la portée d'un CubeSat en vol libre 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 cohérents pour une seule ligne de matériau. En utilisant le
approche d'impression segmentée, il était possible d'imprimer une structure en treillis d'une longueur supérieure à 700 mm. La dépendance de la méthode d'impression sans support 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 aucune différence perceptible 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 également en microgravité.

Nous avons ainsi démontré la faisabilité d'un petit engin spatial pour fabriquer des structures sans support plus grandes que lui-même à l'aide d'un bras robotisé avec effecteur terminal à tête d'impression 3D. 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 fermes proposées par d'autres."

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

* Institut des systèmes spatiaux, Université technique de Braunschweig, Braunschweig, Allemagne
†Institut de technologie spatiale, Université technique de Berlin, Berlin, Allemagne
‡ Auteur correspondant :[email protected]

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