Nasa planeja usar impressora 3D para criar peças para seus foguetes

O centro espacial da NASA, Marshall Space Flight Center no Alabama, Estados Unidos, está testando uma nova tecnologia chamada “selective laser melting”, (SLM, fusão seletiva a laser, em português), uma espécie de impressora 3D para a produção de peças para os motores dos foguetes J-2X e OS-25. Estas peças darão mais potência ao Space Lunch System (SLS, sistema de lançamento, em português), cuja viagem inaugural está marcada para 2017.

Dispositivo da Nasa imprimirá componentes de
foguetes (Foto: Reprodução/Scientific American)

A agência espacial espera que o SLM simplifique o processo de fabricação de certas peças e, em alguns casos, reduza os custos de produção pela metade. O Selective Laser Melting (SLM) é um tipo de tecnologia de fabricação de aditivos que utiliza o CAD  (desenho auxiliado por computador) para criar peças camada por camada, sendo a impressão em 3D o exemplo mais conhecido da fabricação de aditivos.
Com este aparelho, uma liga em pó é pulverizada e depositada em uma superfície formando uma camada muito fina de cada vez. As camadas depois são fundidas com um laser no interior de uma câmara que contém um gás inerte, como o argão ou nitrogênio. Uma vez que o laser funde as camadas, a liga se transforma em um metal sólido, outra camada é pulverizada e o processo se repete até formar o objeto por completo.
A NASA está testando a possibilidade de fazer peças de motor a base de liga de níquel utilizando esta máquina, que possui uma câmara cúbica de 25 cm de largura e 28 cm de profundidade. Este tipo de liga já é utilizado para fazer 90% das peças dos motores RS-25 e J-2X. A principal diferença dos motores atuais é que seus elementos são forjados e depois moídos até chegarem às suas formas finais, algumas peças ainda podem ser soldadas para formar outra.

Em 2010, engenheiros da Nasa já chegaram a usar o SLM para a criação de um duto de 10 cm de diâmetro para a condução de gás para o motor, contudo, de acordo com o chefe do SLS Liquid Engines Office, Andy Hardin, eles estavam tendo problemas para executar a tarefa corretamente.
Depois de “imprimir” o duto, os engenheiros descobriram que, embora o duto não fosse tão forte como o forjado e moído, ele ainda estaria na faixa mínima aceitável. “Se você faz uma peça [usando SLM], as propriedades do material são reduzidas um pouco, mas não muito”, completou. A única vantagem é que a peça não precisa de soldagem. Este estudo abriu portas para que os engenheiros considerassem o uso do SLM para fazer outras peças do motor também.
Contudo, nem todas as peças podem ser produzidas, apenas as pequenas o suficiente para caber na câmara da máquina. As peças ideais para serem produzidas com a técnica são as mais difíceis de produzir normalmente e que precisam de soldagens múltiplas. Além do modelo mais novo, o J-2X, o centro espacial de Marshall também pretende produzir peças usando a SLM para o RS-25, que serviu como motor principal do ônibus espacial por 30 anos.
Outro incentivo para a NASA começar a produzir suas peças desta forma, foi o fato dos seus contratantes já estarem usando a tecnologia em suas máquinas. Devido ao baixo orçamento, a NASA está contando com o SLM para acelerar o desenvolvimento do SLS e diminuir os custos do programa.
Entenda a missão espacial
A primeira versão do SLS é um foguete capaz de levantar 70 toneladas, o que vai proporcionar um impulso 10% maior do que o Saturn 5. O foguete é parte da Missão de Exploração 1 de 2017, que lançará uma nave não tripulada chamada Orion para uma viagem em torno da lua. A Missão de Exploração 2 está prevista para ocorrer em 2021. Esta segunda missão usará uma versão do SLS com capacidade de levantar 130 toneladas para lançar o Orion e uma tripulação de até quatro astronautas.