Desde que pasó a formar parte del equipo de laboratorio del Centro de Astronautas Europeos en febrero de 2017, el Compositor 450 ha sido fundamental en sus procesos de creación de prototipos. Los investigadores de la ESA han utilizado con éxito el extrusor para desarrollar cantidades personalizadas de filamento basado en PLA para iteraciones de investigación y desarrollo. La configuración 3devo le da a la nave espacial EAC la capacidad de crear filamento de impresión en 3D en la propia nave. Además, reduce la dependencia de la nave espacial EAC de la experiencia y la disponibilidad de terceros proveedores de filamentos.
¿Qué está pasando ahora? Pasando a lo verde (en el espacio)
Con la bien equipada configuración de 3devo de la ESA, han aprovechado al máximo las capacidades de la máquina, lo que les ha llevado a su último descubrimiento. Para misiones largas en el espacio, los astronautas necesitan herramientas autosuficientes para poder fabricar piezas y estructuras. Un proceso de fabricación aditivo como el FDM es ideal para esta aplicación, gracias a su flexibilidad y al uso eficiente del material. Parece ideal, ¿verdad? Desafortunadamente, hay una trampa. El FDM requiere grandes cantidades de plástico para crear piezas 3D, lo que le cuesta a la agencia tiempo y dinero ya que los materiales deben ser enviados desde la Tierra.
Con la iniciativa de la nave espacial de la ESA EAC, el aprendiz de ingeniero de materiales, Benoît Andre, fue asignado para encontrar un nuevo material que redujera los costos y minimizara el plástico enviado al espacio. La respuesta que dio a conocer fue el uso de los recursos de la Luna. Benoît comenzó un estreno mundial creando un material compuesto a partir de una mezcla de polvo PLA/Lunar para la impresión FDM.
"En la práctica, utilicé la máquina de filamentos 3devo para producir un filamento imprimible, usando sólo pellets de PLA y el simulador de regolito (EAC-1) como material de alimentación. EAC-1 es un polvo mineral parecido a la arena desarrollado por la nave espacial EAC para imitar las propiedades del regolito lunar. El fabricante de filamentos se utilizó para mezclar las materias primas, fundir los gránulos de PLA y finalmente extrudir el filamento compuesto, todo en un único paso continuo. Optimizando los parámetros, pude producir filamentos homogéneos con varias concentraciones de regolito. Varias piezas han sido impresas con éxito en 3D utilizando este filamento y una impresora comercial FDM ligeramente modificada (Prusa Mk3s)", explica Benoît Andre, Ingeniero de Materiales en prácticas, EAC - Agencia Espacial Europea
De la teoría a la realidad
El objetivo de Benoît era encontrar una solución para reducir el consumo de plástico en la luna. Este objetivo lo llevó a crear un material compuesto de PLA y polvo lunar, el regolito, para producir un filamento de impresión en 3D. Este nuevo material disminuirá el volumen de plástico en el interior de un objeto impreso en 3D, manteniendo las propiedades mecánicas necesarias para las piezas resistentes. Ahora, la ESA no tendrá que comprometerse entre un proceso de fabricación fácil con una alta imprimibilidad y buenas propiedades mecánicas con este nuevo material.
"Los datos en tiempo real proporcionados por el fabricante de filamentos (por ejemplo, temperaturas, velocidades, diámetro) se utilizaron a lo largo de este estudio para comprender y mejorar el proceso de fabricación. El filamento, así como las piezas de muestra impresas, fueron analizadas a través de una batería de pruebas de laboratorio", dice Benoît Andre, Ingeniero de Materiales en prácticas, EAC - Agencia Espacial Europea
Este estudio permitió a Benoît mostrar la viabilidad de la impresión FDM utilizando un compuesto PLA/regolito y comprender mejor los principios, ventajas y desventajas de este proceso. Al llevar el proceso y el fabricante de filamentos a sus límites, el objetivo final producirá filamentos altamente concentrados en el espacio y podrá imprimir con éxito varias partes en 3D.
