궤도에서 로봇을 이용한 적층 제조의 새로운 방법

항공 우주 로봇 산업은 엄격한 허용 오차 요구 사항, 안전 표준 및 미세 조작 요구 사항을 충족하기 위해 극도의 정밀도를 요구합니다. NASA의 Johnson Space Center에서 로켓 제조 업계 리더에 이르기까지 Mecademic의 항공우주 고객은 Meca500 로봇 팔로 자동화할 때 타의 추종을 불허하는 정밀도의 이점을 누리고 있습니다. Meca500은 일반적으로 섬세한 항공 우주 전자 장치를 조립하고, 품질 검사 및 테스트를 수행하고, 소형 부품을 정밀 기계로 가공하고, 외계 물질을 미세하게 조작하는 데 사용됩니다.

5 µm의 반복성으로 로봇은 각 작업이 안정적이고 동일하며 동일한 속도로 수행되도록 보장합니다. 로봇에 비전 시스템과 센서를 장착하여 높은 작업 속도로 정밀도를 높이세요.

새로운 로봇 지원 적층 제조 연구

우주 공간에서 주문형 구조를 인쇄하는 기능은 성공적인 우주 탐사를 위한 필수 요소가 되었습니다. NASA, SpaceX, Boeing 등은 이미 수백 개의 부품을 인쇄하고 적층 기술을 사용하는 혁신적인 방법을 모색하고 있습니다.

이 새로운 연구 논문에서 연구 저자들은 Meca500을 사용하여 우주에서 이러한 기능적 구조를 인쇄하는 새로운 방법을 평가했습니다.

그들은 에어 베어링 테이블에 로봇 프리 플라이어를 사용하여 대형 구조물을 제조하는 두 가지 방법을 탐구했습니다.

1. 자유 전단지가 움직이는 동안 압출; 그리고,
2. 큰 구조를 인쇄 및 조립할 부분으로 분할합니다.

On-Orbit 적층 제조를 위한 대형 자유형 3D 프린팅의 타당성 연구 논문에서:

"대규모, 궤도상 적층 제조(AM) 및 조립은 우주에서 영구적인 인간의 존재를 촉진하기 위한 모듈식 및 자원 절약 접근 방식으로 고려되고 있습니다.

이를 실현하기 위해 공간에서 크고 기능적인 구조를 자유 형태로 제작하는 새로운 AM 접근 방식이 개발되었습니다. 자유롭게 나는 CubeSat의 도달 범위와 협동 로봇 팔[Meca500] 및 3D 프린터를 결합하면 지지대가 없는 대형 열가소성 구조를 설치 자체의 크기 이상으로 제조할 수 있습니다.

연속 인쇄 방법은 단일 라인의 재료에 대해 일관된 결과를 생성할 수 있었습니다. 사용
분할 인쇄 방식으로 길이가 700mm 이상인 트러스 구조를 인쇄할 수 있었습니다. 중력 벡터의 방향에 대한 지지체 없는 인쇄 방법의 종속성을 조사했으며 육안 검사를 통해 -1g의 인쇄가 1g의 인쇄와 식별할 수 있는 차이를 생성하지 않음을 발견했습니다. 따라서 이 방법은 중력 방향과 무관하게 사용될 수 있으며 따라서 미세 중력에서도 사용될 수 있다고 가정합니다.

따라서 우리는 3D 프린트 헤드 엔드 이펙터가 있는 로봇 팔을 사용하여 자체보다 더 큰 지지 없는 구조를 제조하는 소형 우주선의 가능성을 입증했습니다. 이러한 우주선을 사용하면 치수가 무제한인 구조물을 지지 없이 3D 프린팅할 수 있으며 다른 사람이 제안한 트러스 제조 기계보다 더 많은 유연성을 제공합니다."

연구 저자의 이미지 및 연구 ©:
D. Jonckers*, O. Tauscher*, E. Stoll† 및 A. Thakur*‡

*Institute of Space Systems, Technical University Braunschweig, Braunschweig, Germany
†독일 베를린 공과대학교 우주기술연구소
‡교신 저자:[email protected]

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