El proveedor líder de soluciones de impresión 3D, Stratasys (Nasdaq: SSYS), reveló hoy que su tecnología de impresión 3D FDM de grado industrial se está utilizando para producir piezas impresas en 3D certificadas para su uso en la Estación Espacial Internacional (ISS). Como parte de un acuerdo bilateral ad hoc entre la Agencia Espacial Italiana (ASI) y la Agencia Espacial Rusa 'Roscosmos', el centro de investigación del gobierno italiano, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN - Instituto Nacional de Física Nuclear) utilizó su impresora Stratasys Fortus 450mc FDM 3D para producir la estructura mecánica completa de un telescopio cósmico UV, primero en su clase, actualmente situado a bordo de la ISS, realizado bajo la coordinación de la Agencia Espacial Italiana.
Diseñado para estudiar las emisiones UV terrestres y cósmicas de la ISS, el telescopio denominado 'Mini-EUSO' (Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory) fue recientemente lanzado al espacio a bordo de un cohete Soyuz y colocado con éxito en una ventana orientada a la tierra del módulo ruso Zvezda de la ISS.
"Con una órbita de unos 90 minutos, Mini-EUSO registra todos los objetos espaciales y atmosféricos y los eventos que están a la vista, incluyendo las emisiones UV de la noche-tierra, eventos luminosos transitorios, meteoros, basura espacial y más", explica Marco Ricci, investigador principal de Laboratori Nazionali di Frascati INFN y director nacional de INFN para la colaboración EUSO SPB2 Italia. "El objetivo científico final es producir un mapa de la Tierra de alta resolución en el rango UV (300-400 nm), que se espera que avance significativamente en la investigación de los rayos cósmicos, pero que también sirva como un importante experimento para futuras misiones espaciales".
"El uso de la impresión en 3D de Stratasys FDM en toda la producción de la estructura mecánica del Mini-EUSO nos permitió reducir el coste total del proyecto por un factor de diez, así como ahorrarnos alrededor de un año entero de tiempo de desarrollo. Es un resultado increíble para nosotros que tengo que decir que nunca esperé de la impresión 3D", dice.
La producción de la estructura mecánica de Mini-EUSO presentó varios desafíos. Lo más notable era que el equipo necesitaba un material que pudiera cumplir los estrictos requisitos de certificación de la industria aeroespacial y de la ISS, así como soportar la tensión mecánica y las vibraciones del lanzamiento de un cohete.
"Exploramos numerosas formas en las que podíamos lograr el rendimiento esperado mientras cumplíamos con la certificación del material. Incluso construimos un prototipo completo en aluminio, uno de los materiales más comunes para la industria aeroespacial. Pero los resultados estaban lejos de lo esperado - la estructura era demasiado pesada y no proporcionaba el aislamiento necesario para las corrientes eléctricas interiores", explica Tommaso Napolitano, Jefe del Departamento de Diseño y Construcción Mecánica de INFN, Laboratori Nazionali di Frascati, Roma.
"Como resultado, nos dirigimos a nuestra impresora 3D Fortus 450mc y encontramos que la resina ULTEM™ 9085 ofrecía la alternativa perfecta. No sólo es un material extremadamente duradero, sino que también es ligero. Y lo que es más importante, también ofrece excepcionales propiedades de aislamiento, así como una alta resistencia química y térmica. Es justo decir que sin la capacidad de imprimir la estructura de la Mini-EUSO en este material, no habríamos cumplido con las restricciones de seguridad y peso de la ISS".
El proyecto Mini-EUSO, coordinado y financiado por la ASI, ha sido desarrollado por la Colaboración JEM EUSO (Misiones Experimentales Conjuntas - Observatorio Espacial del Universo Extremo), un programa internacional más amplio que incluye a Alemania, Eslovaquia, Estados Unidos, Francia, Italia, Japón, Polonia, Rusia, Suecia y Suiza. La iniciativa tiene como objetivo explorar el origen y la naturaleza de los rayos cósmicos de ultra alta energía provenientes del espacio y verá al telescopio Mini-EUSO impreso en 3D permanecer en la ISS durante los próximos tres años.
"Estamos ahora en el proceso de analizar los primeros datos registrados por Mini-EUSO y los resultados son muy prometedores. Desde la perspectiva de un investigador, estoy muy orgulloso de la forma en que se ejecutó el proyecto y muy emocionado con los logros. Para mí está claro ahora cómo la impresión en 3D puede contribuir significativamente al futuro éxito y al progreso tecnológico de la investigación científica", concluye Ricci.
INFN es un instituto de investigación del gobierno italiano encargado de promover, coordinar y llevar a cabo investigaciones científicas en física nuclear, subnuclear y de astropartículas. La filial de los Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) es uno de los cuatro centros nacionales de investigación de INFN, que también colabora con las principales universidades italianas como parte de sus actividades de investigación. En el LNF, el equipo tiene varias impresoras Stratasys FDM 3D para su trabajo de producción, la más reciente de las cuales es una Fortus 450mc adicional del socio local de Stratasys, CAD Manager, parte de Energy Group. Además, el equipo introdujo recientemente la impresión 3D PolyJet por primera vez para impulsar aún más su trabajo de diseño.
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