Produção de encapsulamentos de equipamentos embarcados em foguetes utilizando manufatura aditiva

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Maia, Allisson Régis dos Santos [UNIFESP]
• Orientador(a): Kunkel, Maria Elizete [UNIFESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• dARK ID: ark:/48912/001300002r2rf
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de São Paulo
• Palavras-chave em Português: Foguete; Carga Útil; Manufatura Aditiva; Impressão 3D; Encapsulamento; Poli(ácido lático); Modelamento por Fusão e Deposição (FDM)
• Link de acesso: https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/61347

O uso de tecnologias espaciais como satélites de sistemas de comunicações ou de sistemas de posicionamento global faz parte do cotidiano da sociedade. As condições ambientais às quais são submetidos os equipamentos embarcados nos foguetes durante a fase propulsada até atingirem suas órbitas são severas. Os equipamentos embarcados são acondicionados em caixas fechadas, também chamadas encapsulamentos, que devem possuir o mínimo de massa possível. Para reduzir a massa dos encapsulamentos, é possível a realização de análises estruturais utilizando o Método de Elementos Finitos (MEF). Entretanto, o aperfeiçoamento da geometria desses encapsulamentos pode resultar em peças de alto custo e sua fabricação por manufatura tradicional é demorada. A manufatura aditiva, consiste na adição de material em camadas para formar um produto, pode ser utilizada para contornar este problema, mas existe uma preocupação do setor aeroespacial em desenvolver, qualificar e certificar somente processos de manufatura aditiva que utilizam ligas metálicas. O objetivo desta pesquisa foi estudar a viabilidade de aplicação do processo de manufatura aditiva Modelamento por Fusão e Deposição (FDM) utilizando como matéria-prima uma blenda de poli(ácido lático) e polihidroxi alcanoato (PLA/PHA) na manufatura de encapsulamentos de equipamentos eletrônicos a serem embarcados em foguetes de sondagem. A manufatura do encapsulamento utilizando o processo de modelamento por fusão e deposição foi realizada, foi executada uma análise utilizando o MEF e foi verificado que o processo FDM é capaz de atender aos requisitos dimensionais para voo em foguetes suborbitais. Durante o desenvolvimento da pesquisa um equipamento FDM de uso doméstico foi modificado para atender aos requisitos de qualidade exigidos. Os resultados desta pesquisa indicam que é possível realizar a manufatura de encapsulamentos poliméricos de equipamentos eletrônicos embarcados em módulos herméticos de cargas úteis de foguetes suborbitais utilizando manufatura aditiva resultando em uma menor massa total quando comparado ao dos itens fabricados utilizando processos de usinagem.