La Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés) ha seleccionado el Software de Siemens Digital Industries para desarrollar aplicaciones de diseño aeroespacial en la manufactura aditiva de metales. Estas aplicaciones aprovecharán el software de extremo-a-extremo de Siemens, el cual combina ingeniería generativa, optimización de topología, analítica predictiva, simulación de procesos, preparación de estructuras y ejecución de la producción.
Proyecto Design4AM
Este proyecto de dos años, denominado Design4AM, se basa en una fuerte colaboración entre Siemens y Sonaca, empresa especialista en estructuras aeroespaciales, con el apoyo financiero de ESA y de la Oficina Federal Belga para Políticas Científicas (Belspo por sus siglas en inglés). El proyecto Design4AM busca establecer procesos validados en la utilización del software integral de manufactura aditiva de Siemens para diseñar y producir partes estructurales ligeras y optimizadas para aplicaciones espaciales, tales como accesorios (adheridos estructuralmente al panel CFRP), soportes y bípodes, entre otros, para un mejor desempeño y costo.
“La sociedad entre Siemens y Sonaca combina el poder del software líder de fabricación aditiva con la experiencia de un fabricante aeroespacial de primer nivel”, comentó Pedro Romero Fernández, Gerente General de Space BU en Sonaca. “Con nuestro profundo conocimiento aeroespacial y las tecnologías del software de Siemens como diseño generativo, optimización de la topología automatizada y la simulación de procesos de fabricación aditiva, los ingenieros serán capaces de explorar cientos de opciones de diseño en una fracción del tiempo normal para poder probarlas, virtualmente, contra una gran variedad de condiciones físicas y así, lograr la mejor solución de diseño que cumpla con los requerimientos de desempeño para imprimir en 3D, de forma correcta, desde la primera vez”.
La manufactura aditiva (AM por sus siglas en inglés) es una importante herramienta para la industria espacial ya que cumple con los requisitos estructurales y multidisciplinarios para que las aplicaciones espaciales tengan un peso mucho más ligero que las estructuras convencionales fabricadas con métodos tradicionales. Particularmente, el peso es una preocupación crítica ya que, de acuerdo con reportes de la industria, una libra de carga equivale a $10,000 dólares en el costo de lanzamiento. Las técnicas de la fabricación aditiva pueden usarse para aligerar el peso en casi cualquier tipo de estructura compleja como lanzacohetes, propulsión, satélites y en diversos componentes aeroespaciales.
El Design4AM utilizará la Plataforma de Innovación Digital de Siemens, apoyándose en la experiencia en aplicaciones espaciales de Sonaca, así como en las características de fabricación, materiales, procesos, pruebas y métodos numéricos para la validación de la cadena de valor. Los softwares NX™ y Simcenter™ de Siemens permitirán a los ingenieros explorar un amplio rango de conceptos de diseño dentro de procesos en ciclos cerrados automatizados, mismos que toman en cuenta el desempeño de la ingeniería, los procesos de fabricación y los requerimientos de los costos operativos. Estas herramientas también consideran las limitaciones de fabricación como la distorsión de partes termo-mecánicas, la orientación de partes estructurales en la cámara de construcción 3d y el diseño de estructuras de soporte. El ambiente integrado del software puede reducir el diseño conceptual de partes y procesos de optimización, permitiendo fabricar estructuras de más alto rendimiento.
“La fabricación aditiva puede ayudar a ESA a reconfigurarse totalmente para lograr un desempeño óptimo y reducir costos, en comparación con los métodos tradicionales de fabricación que requieren muchos pasos, herramientas y tratamientos para alcanzar el resultado deseado”, dijo Didier Granville, Gerente de Proyectos RTD de Siemens en Lieja, Bélgica. “Al trabajar con Sonaca, estamos en posición de proveer asistencia a ESA para que aproveche la fabricación aditiva y, de esta manera, pueda ofrecer estructuras de alto desempeño capaces de resistir las fuerzas extremas que ocurren durante los lanzamientos de satélites espaciales”.