Catec y CiTD fabrican en 3D los componentes en aluminio más grandes hasta la fecha para una sonda espacial
Este viaje, sin embargo, se inició hace varios años, cuando más de 80 entidades europeas pusieron al servicio de la Agencia Espacial Europea su tecnología más puntera para desarrollar la sonda espacial Juice (JUpiter ICy moons Explorer). Entre ellas, la empresa de ingeniería CiTD y el Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales (Catec), que han aunado esfuerzos y recursos para superar conjuntamente uno de los retos propuestos en esta misión espacial: reducir el peso de la estructura secundaria de la nave Juice aplicando la tecnología de fabricación aditiva metálica en las 11 piezas que se han fabricado desde nuestro país. “Este es realmente un gran hito para la industria espacial europea, y sin duda para el Catec, donde hemos desarrollado los soportes de los sensores de misión y de otros mecanismos de actuación, que si bien pertenecen a la estructura secundaria de la nave Juice son críticos para la misión. Hemos conseguido una reducción de peso del 52% respecto de las soluciones desarrolladas por tecnología de fabricación convencional”, señala Fernando Lasagni, director técnico de Materiales y Procesos de Catec.
Soporte de rueda de reacción de la sonda espacial Juice.
El proceso utilizado para la fabricación de estos componentes ha sido la fundición por láser en cama de polvo, y que básicamente consiste en un láser de alta potencia que funde, capa a capa, partículas de polvo metálico y generando un cuerpo sólido. Gracias a la libertad de diseño que permite esta tecnología se pueden generar geometrías que pesan entre un 30 y un 60 por ciento menos en masa. Unas geometrías que serían imposibles de fabricar utilizando otras técnicas de mecanizado convencionales. Esta tecnología ha sido aplicada por Catec, junto con CiTD y Airbus, en el desarrollo de once piezas altamente optimizadas en Aluminio Al-Mg-Sc (Scalmalloy). En palabras de Marta García-Cosio, directora de CiTD, “la misión espacial Juice requiere una gran reducción en masa de la estructura frente a los instrumentos científicos y al combustible, y gracias a la tecnología de impresión 3D hemos podido diseñar y optimizar la masa de la estructura secundaria del satélite”. El reto no solo ha sido fabricar los componentes en aluminio más grandes hasta la fecha mediante impresión 3D para una sonda espacial, sino hacerlo en tiempo record. La fabricación de estos componentes requiere tiempos que van desde 24 horas hasta 5 días, en el caso de los elementos de mayor tamaño. Previa a la fabricación, se diseñó un plan detallado de ensayos para la caracterización dinámica y estática del comportamiento mecánico de la aleación de aluminio empleada, así como para validar otros aspectos relativos a la conductividad térmica y eléctrica del material. En paralelo, y teniendo en cuenta las exigencias del proyecto, se ha desarrollado un método de monitorización de la materia prima fabricación, controlando aspectos como la composición química de la aleación entre otros aspectos, y la fiabilidad de los sistemas de fabricación. Al final de la fabricación, se han aplicado los métodos más revolucionarios de inspección, recurriendo a la tomografía computerizada, método que permite asegurar la máxima calidad de cada uno de los componentes.
Catec lleva trabajando en la tecnología de impresión 3D para el sector espacial desde el año 2011, y ha participado en la fabricación de la estructura crítica para satélites de telecomunicaciones o de exploración como Quantum, Proba3 y Cheops, este último también con CiTD. “Esta experiencia adquirida ha sido clave para que la Agencia Espacial Europea confíe en Catec para esta histórica misión espacial a Júpiter, un reto también para nosotros que ha marcado un antes y un después en nuestro centro tecnológico”, afirma Lasagni.
