Explorar la AM en el espacio: Las ideas de los expertos en el podcast Additive Snack

5 de septiembre de 2024 | Tiempo de lectura: 10 min

En este episodio del podcast Additive Snack, el presentador Fabian Alefeld y sus invitados le llevarán a donde nadie ha llegado antes: un fascinante debate con algunas de las mentes más brillantes de la industria de la fabricación aditiva (AM) y la exploración espacial.

Junto a él estaban... 

● Paul Gradl, ingeniero principal en la NASA.
● Eliana Fu, Directora de Industria para el sector aeroespacial y médico en TRUMPF.
● Myles Keefer, director de fabricación aditiva en Rocket Lab.
● Advenit Makaya, Ingeniero de Fabricación Avanzada en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial de la Agencia Espacial Europea.

Estado actual y éxitos de la AM en el espacio
Myles Keefer abrió el diálogo ofreciendo una visión general del estado actual de la impresión 3D industrial en el espacio. Keefer hizo hincapié en la importancia de la AM para la industria espacial, especialmente a través de tecnologías como la fusión de lecho de polvo láser y la deposición de energía dirigida (DED).

Estas tecnologías agilizan el proceso iterativo, permitiendo a las empresas crear prototipos y probar componentes rápidamente, una necesidad dada la importancia y el coste de la exploración espacial. Keefer también señaló que el cambio de la industria hacia la consolidación de piezas y la libertad geométrica demuestra el incomparable potencial de la AM para reducir las complejidades de la cadena de suministro.

Eliana Fu profundizó en este tema aportando su amplia experiencia en diversas organizaciones espaciales. Destacó cómo piezas pequeñas, como los propulsores de los satélites, y estructuras complejas, como las piezas de los motores, se fabrican ahora de forma rutinaria mediante procesos basados en láser.

Las grandes estructuras que no caben en las máquinas tradicionales de lecho de polvo se abordan ahora mediante técnicas como la fabricación aditiva por arco de alambre (WAAM) y la DED.

Avances en materiales para AM
Una parte importante del episodio se centró en las innovaciones en materiales para la AM. 

Paul Gradl compartió su entusiasmo por los nuevos materiales desarrollados específicamente para la AM, que van más allá de materiales tradicionales como el aluminio y el titanio. Destacó el uso que hace la NASA de materiales desarrollados a medida, como GRX-810 y NASA-HR-1, que ofrecen un rendimiento superior en entornos extremos. Estos materiales, diseñados para altas presiones, temperaturas y entornos químicos difíciles, son cruciales para el futuro de las misiones espaciales.

Eliana Fu se sumó a ello ilustrando cómo los retos históricos con materiales como el C103, que eran caros y engorrosos de procesar tradicionalmente, se resuelven ahora mediante la AM. Además, las variantes de aluminio de alta resistencia y los aluminuros de titanio gamma son ahora imprimibles, lo que permite nuevas posibilidades de diseño y aplicación.

Advenit Makaya habló de la perspectiva europea y de cómo Europa se está poniendo al día en términos de innovación en AM. Señaló que el desarrollo en curso de la ingeniería de materiales computacional integrada (ICME) y las herramientas de aprendizaje automático ofrecen posibilidades sin precedentes para la ciencia de los materiales, permitiendo la creación de aleaciones totalmente nuevas adaptadas a los requisitos específicos de la exploración espacial.

Retos y perspectivas de la AM para el espacio
A pesar de los avances, el sector sigue enfrentándose a importantes retos. Según Paul Gradl, los pasos posteriores al procesamiento siguen siendo un cuello de botella. Si bien la fabricación de piezas puede ser rápida, los procesos posteriores como el despolvoreado, el corte por electroerosión (EDM) y los tratamientos térmicos pueden retrasar el ciclo de fabricación global. Aquí es donde la industria necesita más innovación y mejoras de la eficiencia.

Además, es crucial garantizar la seguridad y fiabilidad de estas piezas de nuevo desarrollo. Gradl insistió en la importancia de conocer a fondo el proceso de AM, desde las simulaciones térmicas hasta los análisis de sensibilidad, para garantizar la calidad y la seguridad de las piezas. Este conocimiento es necesario para fomentar la confianza entre las partes interesadas, que podrían seguir confiando en la fabricación tradicional para componentes críticos.

Myles Keefer se refirió a las perspectivas del sector desde la perspectiva de un fabricante. En Rocket Lab, la atención se centra en maximizar la utilización de la maquinaria para cumplir los acelerados calendarios de lanzamiento. Keefer subrayó la necesidad de un equilibrio entre el desarrollo iterativo y la producción eficiente para seguir el ritmo de la industria espacial en rápida expansión.

Colaboración y creación de ecosistemas
El debate también subrayó la importancia de la colaboración dentro de la comunidad AM. Los expertos coincidieron en que un enfoque cooperativo podría fomentar la normalización y el intercambio de buenas prácticas. Paul Gradl señaló que la comunidad de aditivos es especialmente colaborativa en comparación con otros sectores. Las conferencias y los talleres son puntos de contacto vitales en los que los líderes del sector y los investigadores pueden intercambiar ideas y soluciones.

Eliana Fu elogió la colaboración de comités como ASTM F42 y SAE, que trabajan en la creación de procesos normalizados para la AM, como los disponibles para los materiales tradicionales. Este esfuerzo es crucial para hacer de la AM un proceso de fabricación generalizado en el que se pueda confiar para aplicaciones críticas.

Inspirar a la próxima generación
Ninguna conversación sobre el futuro de una industria está completa sin hablar de educación y divulgación. Paul Gradl destacó el compromiso de la NASA de inspirar a la próxima generación de ingenieros y científicos mediante programas educativos y experiencias prácticas. Involucrar a estudiantes de primaria y universitarios en proyectos relacionados con la AM puede allanar el camino a futuras innovaciones y garantizar una mano de obra cualificada y preparada para afrontar los retos del mañana.

Conclusión
El episodio sobre la AM en el espacio es un testimonio del increíble viaje que ha emprendido la tecnología y de su potencial futuro. Desde la innovación de materiales hasta la optimización de procesos y los esfuerzos de colaboración, el campo de la AM en el espacio está preparado para un crecimiento y unos avances significativos. Fomentando la educación y manteniendo un espíritu de colaboración, la industria puede superar los retos existentes y seguir ampliando los límites de lo posible.

Para profundizar en estas ideas, no deje de escuchar el episodio completo del Additive Snack Podcast. Permanezca atento a más debates interesantes con líderes del sector que están dando forma al futuro de la AM y la exploración espacial.

Eche un vistazo al trabajo de nuestros invitados aquí:
Paul Gradl
● Sigue a Paul en LinkedIn
● Echa un vistazo a los últimos trabajos de Paul en la NASA
● Encuentra su investigación en ResearchGate

Eliana Fu
● Sigue a Eliana en LinkedIn
● Encuentra su investigación en ResearchGate

Myles Keefer
Sigue a Myles en LinkedIn

Advenit Makaya
● Encuentra sus investigaciones en ResearchGate
Sigue a Advenit en LinkedIn
● Echa un vistazo al trabajo de Advenit para la Agencia Espacial Europea.