Reducen un 66% el Peso de Estructuras Aeroespaciales


La compañía francesa Atos y la belga Materialise han presentado un nuevo inserto de titanio para paneles de material compuesto que permite reducir el peso frente a las soluciones tradicionales en casi un 70%. La clave para conseguir esta reducción se debe a una optimización de la geometría del inserto y al uso de la fabricación aditiva por impresión 3D, que permite llevar esta geometría a la práctica.impresora-3d-argentina-estructuras-aeroespaciales

Este logro fue presentado el pasado 30 de septiembre en el marco de la Conferencia sobre Estructuras Espaciales, Materiales y Ensayos Medioambientales, European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Environmental Testing, ECSSMET 2016.

Estos insertos se utilizan principalmente como puntos de amarre para transportar grandes estructuras, por lo que levantan cargas muy pesadas. El estudio realizado por el equipo de Atos-Materialise, ha conseguido reducir su peso hasta un tercio del valor original, manteniendo e incluso mejorando, todas sus propiedades y su funcionalidad.

En el ámbito aeroespacial, se utiliza para transferir elevadas cargas mecánicas en estructuras de paneles de material compuesto tipo honeycomb. Los insertos más clásicos se fabrican mediante mecanizado de aleaciones de aluminio o titanio en forma de bloque rectangular 100% compacto, lo que incrementa su peso más de lo necesario.

Con la fabricación aditiva, el interior de los objetos puede estar realizado mediante estructuras ligeras, poniendo material únicamente allí donde es necesario. A día de hoy poner en órbita un kilogramo de masa tiene un costo aproximado de unos 20.000 dólares, por lo tanto, cualquier reducción de peso en los componentes de un satélite, por poco que parezca, supone un gran ahorro económico, además de reducir barreras en la exploración espacial.

Para el diseño, Atos y Materialise han utilizado técnicas avanzadas de optimización topológica y estructuras paramétricas tipo lattice, consiguiendo reducir su peso de 1.454 a 500 gramos. Esto supone una espectacular reducción de peso del 66%.impresora-3d-argentina-estructuras-aeroespaciales-2

Además de la reducción de peso, también se ha conseguido mejorar otros aspectos, como la distribución de cargas y la reducción de los esfuerzos termo-elásticos generados durante el proceso de curado de los paneles, lo que alarga la vida del componente y la estructura en general.

El inserto se ha realizado mediante impresión 3D de tipo sinterizado/fusión de metal por láser, conocida habitualmente como SLS, SLM o DMLS -según el fabricante de los equipos-.

La impresión 3D en metal se está abriendo camino principalmente en sectores de alto valor añadido como el aeroespacial, aeronáutico, médico o automoción, y especialmente en las aplicaciones que no requieren de producción a gran escala, sino componenentes únicos y de precisión. No obstante, las certificaciones y homologaciones necesarias para incorporar piezas por impresión 3D, principalmente en aeronaves civiles, aún están en un punto muy incipiente.

Materialise es el ‘dinosaurio’ de la impresión 3D, con más de 25 años dedicada a servicios y software de fabricación aditiva. Atos es un proveedor de servicios digitales, y cuenta además con una división de ingeniería altamente cualificada cuyas oficinas están localizadas en Madrid, España, proporcionando servicios de ingeniería a nivel mundial desde 1997.  Atos incorporó los servicios de ingeniería para impresión 3D en el año 2012.


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