Berta Impressão 3D
Motor BERTA (DLR/ESA)

Com a sua habitual forma discreta, a Agência Espacial Europeia anunciou recentemente um grande salto europeu na tecnologia espacial. A 18 de fevereiro, o banco de testes P-8 do complexo da Agência Espacial Alemã em Lampoldshausen foi palco do disparo inicial do motor BERTA. A ESA iniciou com sucesso o programa de testes do seu primeiro motor de foguete impresso em 3D. A tecnologia desenvolvida será aplicada nos futuros motores dos novos foguetes Ariane.

BERTA: Primeiro Motor Europeu Impresso em 3D

Berta Impressão 3D
Banco de testes P8 em Lampoldshausen (DLR/ESA).

Desenvolvido pelo ArianeGroup para a ESA, este motor é um dos resultados de um projeto de investigação plurianual nos domínios das tecnologias de propulsão, que investiga a ciência de base para os futuros lançadores. Neste âmbito, a agência traçou como objetivo criar um motor de foguete totalmente  impresso em 3D. O resultado é o BERTA. Foi concebido para ser capaz de resistir às exigências das operações, com um empuxo de 2,45 quilonewtons. Utiliza materiais resistentes à corrosão e explora formas mais eficientes de queima de combustível.

O motor BERTA foi impresso utilizando impressão 3D SLM, aplicada a ligas de níquel e aço inoxidável. SLM é o acrónimo de selective laser melting, uma tecnologia de manufatura aditiva que utiliza lasers para fundir material em pó metálico, imprimindo progressivamente as peças concebidas. Neste projeto, a liga de níquel foi usada para a cabeça de injeção, e aço inoxidável para a câmara de combustão. A seleção de dois materiais de impressão permitiu aos engenheiros otimizar a proteção contra corrosão.

Para já, este motor não irá para o espaço. O BERTA não foi desenvolvido para aplicabilidade imediata em foguetes. Destina-se a validar tecnologias, metodologias de projeto e manufatura, para posterior aplicação nos projetos de desenvolvimento de motores da ArianeGroup. Os responsáveis da empresa apontam para o uso desta tecnologia no desenvolvimento dos motores Vinci e Vulcain do Ariane 6. No entanto, os investigadores da ESA olham mais longe, sublinhando que este tipo de motores poderá ser utilizado em missões que vão para além da órbita terrestre.

Motores de Foguete Impressos em 3D

Berta Impressão 3D
Motor BERTA (DLR/ESA)

A impressão 3D de motores de foguete tem à partida uma grande vantagem face às técnicas de manufatura clássicas. O processo de fabricação aditivo permite criar mais facilmente geometrias interiores complexas, difíceis de obter com outras técnicas. No caso do BERTA, os investigadores desenvolveram canais de arrefecimento interiores impossíveis de obter de outras formas.

No entanto, este não é o único aspecto em que a manufatura aditiva traz vantagens à fabricação de elementos aeronáuticos. A construção clássica de motores de foguete envolve a manufatura de componentes, a sua soldadura e galvanização. Este último processo é fundamental para que os equipamentos resistam à corrosão induzida pelos combustíveis. Com impressão 3D, os materiais podem estar já preparados com tratamento anti-corrosivo. Já as soldaduras implicam pontos de menor resistência estrutural, mas as peças podem ser impressas por inteiro em 3D. Pelos processos de fabricação clássicos, o tempo de construção de um motor pode chegar até um ano. Com tecnologias de manufatura aditiva, o motor pode ser impresso no espaço de algumas semanas.

O Futuro do Espaço é Impresso em 3D

A impressão 3D de motores de foguete é uma área que tem assistido a desenvolvimentos rápidos. Empresas como a Space X e a Blue Origin já utilizam peças impressas em 3D nos seus motores. Outros são mais ambiciosos. Nas empresas de vanguarda da exploração espacial, o desenvolvimento de motores e sistemas de lançamento totalmente impressos em 3D é um dos objetivos. A relativity Space, que está a desenvolver um foguete totalmente impresso em 3D, já incorpora esta tecnologia no seu motor AEON1. O teste bem sucedido do BERTA mostra o desenvolvimento da capacidade europeia de desenvolver este tipo de tecnologias, num passo lógico para a indústria de lançadores.

***Aceite o nosso convite e leia o artigo Manufactura Aditiva: A Indústria do Futuro que já existe nos dias de hoje.

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Professor de TIC e coordenador PTE no AEVP onde dinamiza os projetos As TIC em 3D, LCD - Clube de Robótica; Fab@rts: o 3D nas Mãos da Educação, distinguido com prémio de mérito da Rede de Bibliotecas Escolares. Distinguido com o prémio Inclusão e Literacia Digital em 2016 (FCT/Rede TIC e Sociedade). Licenciado em ensino de Educação Visual e Tecnológica, Mestre em Informática Educacional pela Universidade Católica Portuguesa. Correntemente, frequenta pós-graduação em Programação e Robótica na Educação pelo Instituto de Educação da Universidade de Lisboa. Tutor online na Universidade Aberta. Formador especializado em introdução à modelação e impressão 3D em contextos educacionais na ANPRI (Associação Nacional de Professores de Informática) e CFAERC. Co-criador do projeto de robótica educativa open source de baixo custo Robot Anprino. Colaborador do fablab Lab Aberto, em Torres Vedras. O seu mais recente projeto é ser um dos coordenadores do concurso 3Digital, que estimula a utilização de tecnologias 3D com alunos do ensino básico e secundário.