Optimización de Topología para Fabricación Aditiva como un Facilitador para Hardware de Vuelo Ligero
Autores: Orme, Melissa; Madera, Ivan; Gschweitl, Michael; Ferrari, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Optimización de Topología para Fabricación Aditiva como un Facilitador para Hardware de Vuelo Ligero
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Estudios de caso
Optimización de topología
Fabricación aditiva
Hardware de vuelo espacial
Fusión basada en láser de lecho de polvo
Piezas de patrimonio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Se describen tres estudios de caso que utilizan optimización topológica y fabricación aditiva para el desarrollo de hardware para vuelos espaciales. La modalidad de fabricación aditiva (AM) que se utilizó en este trabajo es la fusión basada en láser de lecho de polvo. Los estudios de caso corresponden al rediseño y fabricación de dos piezas heredadas para una misión espacial demostradora de tecnología de Surrey Satellite Technology LTD (SSTL) que actualmente están funcionando en órbita (estudios de caso 1 y 2), y un sistema de cinco componentes para el vehículo de lanzamiento lunar de SpaceIL, que está previsto para ser lanzado en un futuro cercano (estudio de caso 3). En cada caso, la pieza nominal o heredada ha sido sometida a optimización topológica, incorporando las restricciones de fabricación de AM que incluyen: minimización de estructuras de soporte, capacidad para eliminar polvo no sinterizado y minimización de saltos de transferencia de calor que causarán deformaciones en los artefactos. Con este fin, el ejercicio de optimización topológica debe estar acoplado a la dirección de construcción de la fabricación aditiva, y se incorporan pasos para integrar las restricciones de AM. Después de la verificación del diseño al pasar con éxito una rutina de análisis de elementos finitos, los componentes han sido fabricados y los artefactos de AM y los cupones de prueba en proceso han sido sometidos a pruebas de verificación y calificación para entregar componentes estructurales que sean adecuados para sus respectivas misiones.
Descripción
Se describen tres estudios de caso que utilizan optimización topológica y fabricación aditiva para el desarrollo de hardware para vuelos espaciales. La modalidad de fabricación aditiva (AM) que se utilizó en este trabajo es la fusión basada en láser de lecho de polvo. Los estudios de caso corresponden al rediseño y fabricación de dos piezas heredadas para una misión espacial demostradora de tecnología de Surrey Satellite Technology LTD (SSTL) que actualmente están funcionando en órbita (estudios de caso 1 y 2), y un sistema de cinco componentes para el vehículo de lanzamiento lunar de SpaceIL, que está previsto para ser lanzado en un futuro cercano (estudio de caso 3). En cada caso, la pieza nominal o heredada ha sido sometida a optimización topológica, incorporando las restricciones de fabricación de AM que incluyen: minimización de estructuras de soporte, capacidad para eliminar polvo no sinterizado y minimización de saltos de transferencia de calor que causarán deformaciones en los artefactos. Con este fin, el ejercicio de optimización topológica debe estar acoplado a la dirección de construcción de la fabricación aditiva, y se incorporan pasos para integrar las restricciones de AM. Después de la verificación del diseño al pasar con éxito una rutina de análisis de elementos finitos, los componentes han sido fabricados y los artefactos de AM y los cupones de prueba en proceso han sido sometidos a pruebas de verificación y calificación para entregar componentes estructurales que sean adecuados para sus respectivas misiones.