Nouvelle méthode de fabrication additive assistée par robot en orbite
L’industrie de la robotique aérospatiale exige une précision extrême pour répondre aux exigences strictes en matière de tolérance, aux normes de sécurité et aux besoins de micromanipulation. Les clients de Mecademic dans le domaine de l’aérospatiale, 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 robotisé Meca500. Le Meca500 est couramment utilisé pour assembler des composants électroniques aérospatiaux délicats, effectuer des inspections et des tests de qualité, usiner avec précision de petits composants et même micro-manipuler des matériaux extraterrestres.
Avec sa répétabilité de 5 µm, le robot garantit que chaque tâche est exécutée 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 est devenue une nécessité pour la réussite de l’exploration spatiale. La NASA, SpaceX, Boeing et d’autres entreprises impriment déjà des centaines de pièces et explorent des méthodes innovantes d’utilisation de la technologie additive.
Dans ce nouvel article 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 en vol libre sur une table à coussin d’air :
Extrusion pendant que le free-flyer est en mouvement ; et,
Diviser la grande structure en segments à imprimer et à assembler.
« 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 permanente de l’homme dans l’espace.
Pour ce faire, une nouvelle approche de l’AM a été mise au point pour fabriquer librement de grandes structures fonctionnelles dans l’espace. En combinant la portée d’un CubeSat en vol libre avec un bras robotique collaboratif [the 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 en continu a permis d’obtenir des résultats cohérents pour une seule ligne de matériau. L’utilisation de la
Grâce à l’approche d’impression segmentée, il a été possible d’imprimer une structure en treillis d’une longueur supérieure à 700 mm. La dépendance de la méthode d’impression sans support par rapport à la direction du vecteur de gravité a été étudiée, et il a été constaté par inspection visuelle que l’impression à -1 g ne produisait aucune différence perceptible par rapport à l’impression à 1 g. Ainsi, la méthode peut être utilisée indépendamment de la direction de la gravité, et donc également en microgravité.
Nous avons ainsi démontré la faisabilité pour un petit vaisseau spatial de fabriquer des structures sans support plus grandes que lui à l’aide d’un bras robotique équipé d’un effecteur de tête d’impression 3D. L’utilisation d’un tel engin spatial permettrait l’impression 3D sans support de structures aux dimensions illimitées et offrirait plus de flexibilité que les machines de fabrication de poutrelles proposées par d’autres ».
*Institut des systèmes spatiaux, Université technique de Braunschweig, Braunschweig, Allemagne
† Institut de technologie spatiale, Université technique de Berlin, Berlin, Allemagne
‡Correspondant : aditya.thakur@tu-braunschweig.de
En savoir plus sur les produits et solutions Mecademic
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L’industrie de la robotique aérospatiale exige une précision extrême pour répondre aux exigences strictes en matière de tolérance, aux normes de sécurité et aux besoins de micromanipulation. Les clients de Mecademic dans le domaine de l’aérospatiale, 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 robotisé Meca500. Le Meca500 est couramment utilisé pour assembler des composants électroniques aérospatiaux délicats, effectuer des inspections et des tests de qualité, usiner avec précision de petits composants et même micro-manipuler des matériaux extraterrestres.
Avec sa répétabilité de 5 µm, le robot garantit que chaque tâche est exécutée 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 est devenue une nécessité pour la réussite de l’exploration spatiale. La NASA, SpaceX, Boeing et d’autres entreprises impriment déjà des centaines de pièces et explorent des méthodes innovantes d’utilisation de la technologie additive.
Dans ce nouvel article 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 en vol libre sur une table à coussin d’air :
Extrait de l’article intitulé « Feasibility Study of Large-Format, Freeform 3D Printing for On-Orbit Additive Manufacturing » (Étude de faisabilité de l’impression 3D à grand format et à 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 permanente de l’homme dans l’espace.
Pour ce faire, une nouvelle approche de l’AM a été mise au point pour fabriquer librement de grandes structures fonctionnelles dans l’espace. En combinant la portée d’un CubeSat en vol libre avec un bras robotique collaboratif [the 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 en continu a permis d’obtenir des résultats cohérents pour une seule ligne de matériau. L’utilisation de la
Grâce à l’approche d’impression segmentée, il a été possible d’imprimer une structure en treillis d’une longueur supérieure à 700 mm. La dépendance de la méthode d’impression sans support par rapport à la direction du vecteur de gravité a été étudiée, et il a été constaté par inspection visuelle que l’impression à -1 g ne produisait aucune différence perceptible par rapport à l’impression à 1 g. Ainsi, la méthode peut être utilisée indépendamment de la direction de la gravité, et donc également en microgravité.
Nous avons ainsi démontré la faisabilité pour un petit vaisseau spatial de fabriquer des structures sans support plus grandes que lui à l’aide d’un bras robotique équipé d’un effecteur de tête d’impression 3D. L’utilisation d’un tel engin spatial permettrait l’impression 3D sans support de structures aux dimensions illimitées et offrirait plus de flexibilité que les machines de fabrication de poutrelles 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
‡Correspondant : aditya.thakur@tu-braunschweig.de
En savoir plus sur les produits et solutions Mecademic
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