Antes considerada una tecnología innovadora en los entornos de prototipos rápidos de plásticos y en los laboratorios, la impresión 3D ahora es una herramienta esencial para una industria fascinante: la fabricación de cohetes. Los ingenieros y fabricantes ahora utilizan la tecnología de impresión 3D de metales para crear cohetes, un desarrollo que puede hacer que la exploración espacial sea más factible que nunca.
Cómo y por qué imprimir cohetes en 3D
La impresión 3D ha ganado popularidad por su capacidad de fabricar formas asequibles y personalizadas que la mayoría de las técnicas de fabricación no pueden. La industria aeroespacial a menudo requiere componentes novedosos, por lo que la impresión 3D es un ajuste natural. Como ocurre con la impresión 3D de plásticos más estereotipados, la impresión 3D de metales en el desarrollo de cohetes reduce de forma significativa el tiempo que tarda en crearse el prototipo de una idea.
Sistemas de cohetes impresos en 3D
La fabricación y las pruebas repetidas son considerablemente más rápidas con los sistemas de cohetes impresos en 3D, lo que proporciona una drástica ventaja de desarrollo desde una perspectiva tanto de capital como de tiempo. La fabricación convencional de cohetes requiere un equipo de última generación y complejas configuraciones de herramientas, lo que hace que sea extremadamente difícil y costoso modificar un diseño. Sin embargo, la impresión 3D puede renovar de manera considerable las herramientas y configuraciones necesarias asociadas a las estrictas técnicas de fabricación. Con la impresión 3D, la industria de los cohetes encontró una solución rentable y eficiente.
Ventajas de la impresión 3D
Otra ventaja significativa de la impresión 3D, en la tecnología de los cohetes, es la reducción del número de piezas. Por ejemplo, la mayor parte del tamaño de un cohete lo utiliza el combustible, lo que significa que debe almacenarlo de forma segura en cámaras aisladas y a prueba de fugas. Las técnicas de fabricación convencionales requieren un sinfín de sujetadores, obturadores y juntas tóricas para aislar eficazmente los tipos de combustible y mantener el cohete en funcionamiento de manera segura y correcta.
Un cohete típico puede tener hasta 100 000 piezas, pero los cohetes impresos en 3D pueden reducir el número de componentes hasta aproximadamente 1000. La impresión 3D puede reducir drásticamente el número de piezas en los tanques de combustible de los cohetes y los motores, y proporcionar una estructura extremadamente optimizada, una reducción de la mano de obra, un costo reducido y un rendimiento mejorado. Esta flexibilidad en el espacio de diseño puede ayudar a optimizar el peso, el flujo de combustible y la administración térmica; y con la optimización viene la eficiencia. Un aumento en la eficiencia de los cohetes se traduce directamente en un aumento de la potencia de estos y la distancia recorrida.
Tres líderes en cohetes impresos en 3D
SpaceX: además de fabricar algunos de los cohetes más potentes de la historia y los primeros reutilizables que aterrizaron de forma segura en la Tierra, SpaceX también utiliza la impresión 3D en todo su proceso de fabricación. Lo más notable es que SpaceX adoptó la impresión 3D en metales para crear los motores SuperDraco que se utilizan en su nave espacial Dragon para transportar personas y carga.
Relativity: este puede ser el fabricante de cohetes más famoso del mundo que se enfoca en la impresión 3D, y sus procesos de fabricación dependen casi totalmente de ella. Relativity utiliza Directed Energy Deposition (DED) y Direct Metal Laser Sintering, entre otras tecnologías patentadas, para crear cohetes impresos en 3D. Su logro más notable es su proceso de fabricación, que cuenta con un algoritmo patentado de aprendizaje automático basado en datos que optimiza los bucles de control para ”Stargate”, su sistema propietario de impresoras 3D, que es también la mayor impresora de metal del mundo de este tipo.
Ursa Major: esta nueva empresa con sede en Colorado, vinculada a Ball Aerospace, ULA, NASA y Lockheed Martin, se centra en la comercialización del mercado de lanzamientos de micro y nanosatélites. Estos cohetes redefinen el significado de ”pequeños, pero mortales”, ya que pueden producir más de 5000 libras de fuerza y son aproximadamente del tamaño de una mochila. Ursa Major confía en la tecnología de impresión 3D para fabricar motores de cohetes altamente optimizados que pueden propulsar pequeños satélites de comunicaciones de gran impacto para las empresas. Ursa Mayor, de hecho pretende ser la organización para la implementación masiva de pequeños satélites.
El futuro de la impresión de cohetes en 3D
Los cohetes impresos en 3D pueden ser el futuro de los vuelos espaciales, llevando nuestras capacidades de cohetes a nuevas alturas. Muchas compañías y nuevas empresas de cohetes están explorando y utilizando la tecnología de impresión 3D (aunque solo sea para unos pocos componentes fundamentales) para permitir a los ingenieros explorar el espacio de diseño a un ritmo mucho más rápido. Una cosa es cierta: es solo cuestión de tiempo hasta que averigüemos cómo llevar una de estas impresoras 3D a Marte.