A CSEM, em colaboração com a Thales Alenia Space e a Lisi Aerospace Additive Manufacturing, criou um segmento de tubo impresso em 3D inovador para sistemas avançados de gerenciamento térmico em satélites. A peça foi exibida no estande da LISI Aerospace durante o Paris Air Show.
Os sistemas de satélite enfrentam flutuações extremas de temperatura no ambiente hostil da órbita geoestacionária da Terra, a 35.786 quilômetros acima do equador. Os satélites dependem de circuitos de bombeamento mecânico (MPLs) para manter as condições operacionais ideais e transferir calor de pontos quentes para zonas frias. O segmento de tubo impresso em 3D recém-desenvolvido pela CSEM aprimora significativamente a funcionalidade do MPL, combinando aquecimento e sensoriamento de temperatura in situ em um único componente integrado.
O tubo de aço inoxidável garante operação contínua em condições exigentes, é projetado para suportar temperaturas que variam de -65 °C a +85 °C e suporta pressão de amônia de 48 bar. O segmento utiliza fios elétricos integrados, projetados com técnicas de manufatura aditiva, para proporcionar transferência de calor uniforme ao redor do tubo — uma melhoria em relação aos aquecedores de filme convencionais, limitados ao aquecimento localizado.
“O arranjo dos fios garante uma transferência de calor ideal ao redor do tubo”, explicou Hervé Saudan, Líder do Grupo de Mecanismos de Precisão no CSEM e coordenador do projeto AHEAD. “Essa abordagem elimina o risco de delaminação ou desconexão do cabo, frequentemente encontrado em aquecedores de filme colado e sensores tradicionais.”
O segmento de tubos utiliza a tecnologia de fusão a laser em leito de pó (LPBF) de alta precisão para integrar elementos de aquecimento, sensores e conectores em uma única estrutura impressa em 3D. Este método de fabricação simplifica a instalação do MPL, eliminando processos complexos de ligação e fiação, reduzindo riscos e aumentando a confiabilidade.
A viabilidade do conceito exigiu a superação de desafios significativos, incluindo a impressão 3D de fios elétricos longos e finos que permanecem eletricamente isolados da estrutura do tubo. Isso foi alcançado por meio de um projeto exclusivo que envolve pontes de sacrifício, que são removidas após a cura do isolamento. Saudan e seu colega Lionel Kiener registraram uma patente protegendo o design inovador e o processo de fabricação.
Desenvolvido inicialmente para sistemas de satélite, o segmento de tubos impressos em 3D tem aplicações potenciais na IoT terrestre e na Indústria 4.0, onde soluções integradas de aquecimento e monitoramento podem melhorar a eficiência e a confiabilidade em processos de gerenciamento térmico. Para saber mais sobre o sistema acesse o site.
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