Innovador método transforma estructuras 3D impresas de planas a curvas en el espacio

El transporte de grandes estructuras, como antenas satelitales, hacia el espacio resulta costoso y complicado. Para abordar este desafío, el estudiante de doctorado en aeronáutica Ivan Wu y su asesor Jeff Baur, de The Grainger College of Engineering de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, desarrollaron un método innovador y eficiente que permite transformar estructuras 2D en 3D mientras se encuentran en el espacio.

Según Wu, las técnicas anteriores que utilizaban poca energía resultaban en formas con baja rigidez, lo que no es adecuado para aplicaciones aeroespaciales. En su estudio, publicado en la revista Additive Manufacturing, los investigadores presentaron un sistema de resina pura que es altamente eficiente en términos de energía, combinado con una impresora 3D capaz de crear estructuras compuestas de grado aeroespacial.

El proceso de transformación implica el uso de una impresora 3D de fibra de carbono continua que imprime haces de fibra del diámetro de un cabello humano. A medida que los haces son depositados sobre una base, se comprimen y se exponen a luz ultravioleta, lo que provoca un curado parcial. Posteriormente, la resina líquida se moldea con el diseño impreso y se congela. Cuando se necesita la estructura 3D, se activa la resina con un estímulo térmico de baja energía, lo que inicia una reacción química que la cura en una forma curva.

Este método, denominado polimerización frontal, elimina la necesidad de hornos o autoclaves grandes, ya que un solo estímulo térmico puede activar estructuras de cualquier tamaño, lo que lo hace escalable para grandes estructuras necesarias en el espacio. Wu destacó que el primer desafío fue resolver el problema inverso: diseñar la forma 3D deseada y determinar el patrón 2D que se debe imprimir para lograr esa forma.

El estudio logró una combinación de menor consumo energético y mayor rigidez en comparación con métodos anteriores, aunque Wu admitió que la rigidez aún no es suficiente para estructuras espaciales. Propusieron utilizar las formas 3D activadas como moldes para fabricar estructuras de alta rigidez en el espacio, permitiendo que el material gelatinoso plano con haces de fibra de carbono sea transportado a la órbita y activado mediante un estímulo térmico.

El trabajo de Wu y su equipo no solo tiene aplicaciones en el espacio, sino que también podría ser útil para suministrar estructuras necesarias en entornos remotos en la Tierra.

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