Explorando FA en el espacio: Ideas de los expertos en el podcast de aperitivos aditivos

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 adonde nadie ha llegado antes: un fascinante debate con algunas de las mentes más brillantes de la fabricación aditiva (FA) y las industrias de 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 FA en el espacio
Myles Keefer abrió el diálogo ofreciendo una visión general del estado actual de la impresión 3D industrial en el espacio. Keefer destacó cómo FA es fundamental 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 con rapidez, una necesidad dado lo mucho que está en juego y lo costosa que resulta 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 FA 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 los materiales de FA
Una parte importante del episodio se centró en las innovaciones en materiales para FA. 

Paul Gradl compartió su entusiasmo por los nuevos materiales desarrollados específicamente para FA, que van más allá de los materiales tradicionales como el aluminio y el titanio. Destacó el uso por parte de la NASA de materiales desarrollados a medida como GRX-810 y NASA-HR-1, que muestran 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 esta idea ilustrando cómo los retos históricos con materiales como el C103, cuyo procesamiento tradicional era caro y engorroso, se resuelven ahora a través de FA. 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 FA . 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 en FA para el espacio
A pesar de los avances, la industria 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 FA , desde las simulaciones térmicas hasta los análisis de sensibilidad, para garantizar la calidad y la seguridad de las piezas. Esta comprensión es necesaria 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 FA . Los expertos coincidieron en que un enfoque cooperativo podría fomentar la normalización y el intercambio de mejores 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 FA, como los disponibles para los materiales tradicionales. Este esfuerzo es crucial para hacer de FA 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 FA puede allanar el camino para futuras innovaciones y garantizar una mano de obra cualificada preparada para afrontar los retos del mañana.

Conclusión
El episodio sobre FA 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 FA 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 superando los límites de lo posible.

Para profundizar en estas ideas, no deje de escuchar el episodio completo del Additive Snack Podcast. Manténgase en sintonía para más debates interesantes con líderes de la industria que están dando forma al futuro de FA y la exploración espacial.

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Paul Gradl
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Eliana Fu
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Myles Keefer
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Advenit Makaya
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