Makerbot Method X: Lockheed Martin crea piezas para un Rover lunar asistido por la AI para la NASA con impresoras 3D

Makerbot Method X: Lockheed Martin crea piezas para un Rover lunar asistido por la AI para la NASA con impresoras 3D

La multinacional Lockheed Martin Space es una empresa especializada en tecnología avanzada para la industria aeroespacial y militar. Sus ingenieros han apostado por la impresora Makerbot Method X para, en alianza con General Motors, desarrollar un nuevo Rover lunar totalmente autónomo que rinde homenaje al Rover original del Apolo.

ACCESIBILIDAD Y FACILIDAD DE USO

Algunos elementos del diseño y desarrollo inicial del sistema de autonomía del Rover se realizan en las instalaciones de I+D de Lockheed Martin, el Centro de Tecnología Avanzada (ATC). Que está bien equipado con una variedad de tecnología de vanguardia, incluido un laboratorio lleno de impresoras 3D. Los equipos 3D Makerbot se utilizan desde hace unos cinco años y han permitido que la impresión 3D sea accesible para una gran cantidad de proyectos para el equipo de ingenieros de Lockheed Martin.

«Gran parte de lo que podemos hacer en el laboratorio de impresión 3D del ATC es permitir a nuestros ingenieros crear una serie de aplicaciones. Como plataformas de pruebas, soportes de sensores y prototipos. Que hacen avanzar las tecnologías en las que estamos trabajando», afirma Alyssa Ruiz, ingeniera de investigación y directora de laboratorio del Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin.

AHORRO DE COSTES Y TIEMPOS DE ENTREGA

La creación de prototipos es siempre una parte importante del proceso de diseño porque permite a los ingenieros realizar pruebas en un entorno real antes de pasar a la producción, lo que en el sector aeroespacial significa fabricar productos de bajo volumen con materiales caros. Si se detectan problemas más adelante en la producción podría suponer unos costes y pérdidas de tiempo excesivas.

Las impresoras 3D son capaces de crear piezas únicas personalizas sin apenas trabajo manual, directamente a partir de un archivo CAD, lo que las convierte en las herramientas ideales para la creación de prototipos. Estos son fáciles de volver a imprimir de manera rápida con un coste muy bajo. La creación de prototipos a través de terceros externos podría costar 10 veces más y tardar 10 veces más en tener la pieza.

«Tener las impresoras 3D en la empresa es una gran ventaja. Sin ellas, tendríamos que enviar las piezas para su mecanizado, lo que puede alargar los plazos de entrega y aumentar los costes. Las impresoras 3D de nuestro laboratorio contribuyen a la eficacia de la creación de prototipos, a la salida de las piezas y a que podamos cumplir los plazos y los presupuestos», afirma Ruiz.

Con los clientes pidiendo iteraciones más rápidas e inserciones tecnológicas más rápidas, Lockheed Martin tuvo que adaptarse rápidamente a estas crecientes demandas. La transformación digital está permitiendo a la empresa acelerar estos cambios, y la impresión 3D es una de las estrategias que lo está permitiendo.

La última incorporación al laboratorio de impresión 3D del ATC es la impresora 3D Makerbot METHOD X. Con ella, el equipo puede imprimir piezas en materiales como fibra de carbono o ABS, lo que les proporciona el rendimiento que necesitan para realizar pruebas precisas, y gracias a la cámara calefactada la impresora 3D, las piezas son dimensionalmente precisas sin la deformación variable que se produce con otras impresoras 3D de escritorio.

«En el ATC, tenemos varias impresoras Makerbot que nos ayudan a acelerar los tiempos de entrega», dijo Aaron Christian, ingeniero mecánico senior de Lockheed Martin Space. «Diseñaré una pieza, la imprimiré y la tendré en mis manos horas después. Esto me permite probar rápidamente la pieza impresa en 3D, identificar los puntos débiles, ajustar el modelo, enviarlo de nuevo a imprimir durante la noche, y luego tener la siguiente iteración por la mañana. La impresión 3D me permite hacer un diseño rápido e iterativo, reduciendo el tiempo de espera de una pieza de semanas a horas».

INNOVACIÓN EN EL MONTAJE DEL ROVER LUNAR

Los ingenieros de Lockheed Martin están probando una multitud de aplicaciones diseñadas para el Rover lunar. Christian y sus compañeros de equipo están utilizando la impresora 3D Makerbot Method X para imprimir una serie de piezas para la creación de prototipos para el proyecto, incluyendo la carcasa de los sistemas integrados, los soportes de los sensores y otras piezas personalizadas. «Makerbot Method X produce piezas dimensionalmente tolerantes nada más sacarlas del equipo. Hechas para todo tipo de proyectos y puedes imprimir múltiples piezas que pueden acoplarse entre sí».

Muchas de estas piezas se imprimen en el filamento 3D ABS y están diseñadas para soportar el calor del desierto, la exposición a los rayos UV, la humedad y otras condiciones ambientales. En combinación con los soportes solubles SR-30, las piezas impresas con ABS están diseñadas para proporcionar un acabado de superficie más suave en comparación con los soportes desmontables. La impresión con soportes solubles también permite obtener formas más orgánicas que, de otro modo, habrían sido imposibles de producir mediante el mecanizado tradicional. La impresión en 3D anima a los ingenieros a pensar más allá de lo que nunca antes lo habían hecho.

«Estamos en las primeras fases de desarrollo y el vehículo que tenemos en el ATC es un vehículo de pruebas que hemos diseñado y desarrollado nosotros mismos. Este vehículo modular y asequible nos permite realizar cambios rápidos mediante la impresión 3D para modificar el diseño y adaptarlo a otras aplicaciones, ya sean militares, de búsqueda y rescate, nucleares o simplemente a las necesidades de autonomía en entornos extremos», explica Christian.

La impresión en 3D permite al equipo probar piezas de forma asequible, iterativa y modular. Una de las piezas impresas para el Rover era un soporte para un LIDAR. Un sensor que puede ayudar a determinar la proximidad de los objetos que lo rodean. Lockheed Martin utiliza el LIDAR en muchos de sus proyectos de autonomía. La montura se diseñó para que se asentara en el Rover, un sistema robótico completamente modular, por lo que se imprimió en ABS, lo que le permite soportar condiciones más extremas que el material PLA. La montura también permite a los ingenieros cambiar continuamente el LIDAR por diferentes sensores, como una cámara estéreo, una antena de dirección, una cámara RGB o un telémetro. Tiene una forma orgánica compleja, que puede ser difícil de conseguir mediante el mecanizado tradicional. La montura también tiene muchos accesos para garantizar un flujo de aire adecuado que mantenga la pieza fresca y con la temperatura regulada en los robots.

La carcasa electrónica integrada está diseñada para ir dentro del Rover o en otros robots en el ATC. La carcasa se desarrolló para proteger los componentes electrónicos de cualquier cosa que pudiera caer sobre ellos. Aunque se imprimió en PLA, debido a su forma hexagonal, ofrece una sólida resistencia. Su diseño también se presta al flujo de aire abierto necesario para refrigerar el sistema sin dejar de proteger el dispositivo.

FABRICACIÓN DE PIEZAS FINALES EN EL ESPACIO EXTERIOR

Además de imprimir prototipos, Lockheed Martin está utilizando la impresión 3D para piezas de producción que irán a parar a varias plataformas espaciales.

«Una gran ventaja para probar y hacer funcionar piezas impresas en 3D para aplicaciones espaciales es que simplifica el diseño. Se pueden crear formas más complejas. Reduce la cantidad de elementos de fijación necesarios y el número de piezas. Y esto supone un gran ahorro de costes porque es una pieza menos que hay que probar o ensamblar», señala Christian. «Esto también abre la posibilidad de un futuro montaje in situ en el espacio. Se ha diseñado, impreso y probado la pieza en la Tierra. Ahora sabes que, en el futuro, puedes imprimir en 3D esa misma pieza en el espacio. Porque has demostrado que el material y la pieza funcionan allí.»

La fabricación en el espacio es cara, pero resulta atractiva para futuras aplicaciones y misiones. Ahora, los materiales se pueden llevar al espacio para imprimir en 3D varias piezas y estructuras, en lugar de enviar cada pieza por separado. Combinando esto con un inventario digital de los archivos de las piezas, la impresión 3D en el espacio reduce los costes al eliminar la necesidad de almacenamiento y los múltiples viajes, que encarecen los vuelos.

«El concepto de inventario digital ayuda a impulsar nuestra transformación digital. Tienes diseños digitales que puedes enviar, donde simplemente imprimes las piezas y las ensamblas en el lugar», añadió Christian.

«Tecnologías como la impresión 3D y el Internet de las Cosas nos ayudan a seguir siendo productivos. Incluso a trabajar mejor con nuestros proveedores y clientes, impulsándonos a hacer cosas que antes no podíamos hacer», dijo Lewis. «Esto nunca ha sido más evidente que durante la pandemia, cuando muchos de nosotros tuvimos que trabajar y colaborar con miembros del equipo a distancia. La mayor parte de nuestro compromiso -desde el concepto y el diseño hasta la creación de prototipos y la simulación. Pasando por las comunicaciones con clientes y proveedores. Se realizó de forma digital durante este tiempo. Fue una época sin precedentes. Y creo que lo que aprendimos de ella nos ayudará a construir un futuro mejor para nosotros, nuestros clientes, nuestros socios y el mundo».

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