Des capteurs utilisés lors des futures missions de la NASA seront imprimés en 3D
Le secteur aérospatial se distingue comme l’un des principaux bénéficiaires des avantages de la fabrication additive. Grâce à l’impression 3D, des composants complexes et légers peuvent désormais être conçus et produits avec une vitesse et une efficacité sans précédent, révolutionnant non seulement l’aérospatiale mais aussi divers autres secteurs. Un moment révolutionnaire dans l’exploration spatiale et la fabrication additive s’est produit lorsque une équipe du Collège d’ingénierie FAMU-FSU, une institution de collaboration entre l’Université de Floride A&M et l’Université d’État de Floride, a réussi à développer des capteurs imprimés en 3D pour la NASA. Cette réalisation représente une avancée notable dans l’utilisation de la technologie d’impression 3D pour fabriquer des composants haute performance, promettant des avancées remarquables à la fois dans l’exploration spatiale et les capacités de fabrication.
L’équipe de recherche, composée d’étudiants en ingénierie et d’ingénieurs expérimentés, était dirigée par le professeur Subramanian Ramakrishnan du département de génie chimique et biomédical. Grâce à l’expertise de l’équipe multidisciplinaire et à la décision d’utiliser des technologies innovantes telles que les technologies additives, ils ont pu produire des capteurs de pointe qui surpassent mécaniquement les capteurs conventionnels utilisés dans l’industrie aérospatiale. Cette percée est le résultat du projet de la NASA intitulé Fabrication additive d’électronique pour les applications de la NASA, sur lequel le travail se poursuivra pendant encore un an. Les universités ont reçu 300 000 dollars pour la recherche et le développement des capteurs, qui seront soutenus par les ingénieurs de la NASA.
Le Professeur Subramanian Ramakrishnan, chef de projet (Crédit photo : FAMU-FSU College of Engineering).
Les capteurs jouent un rôle crucial dans les initiatives aérospatiales, traduisant les phénomènes physiques en signaux électriques pour le traitement informatique. Cette fonction critique permet aux ingénieurs de comprendre le comportement des systèmes spatiaux face aux rigueurs de l’espace. Parmi la multitude de types de capteurs ayant des fonctions spécifiques, les jauges de contrainte se distinguent. Ces capteurs sont essentiels pour mesurer la déformation des objets, offrant des informations précieuses sur l’intégrité structurelle. Lors des missions aérospatiales, ces dispositifs jouent un rôle primordial en surveillant diligemment les systèmes en temps réel. Leur vigilance est essentielle pour éviter toute déformation qui pourrait compromettre la sécurité et l’efficacité opérationnelle des engins spatiaux.
L’impression 3D stimule l’innovation aérospatiale
Pour produire les jauges de contrainte, qui sont un estampage flexible et isolant, l’impression 3D a été utilisée en combinaison avec une méthode de cuisson au laser qui implique le chauffage de l’encre pour améliorer ses propriétés sans la faire fondre. Les capteurs ont été imprimés avec de l’encre argentée et avec l’aide d’une imprimante du fabricant nScrypt, qui est idéale pour l’impression sur des surfaces courbes. La combinaison des deux techniques a donné un produit aux propriétés mécaniques et électriques optimales. Les capteurs sont plus précis et ont montré de meilleures performances lors de la mesure de la déformation des objets. À propos de la prochaine étape dans le développement des capteurs, le Professeur Ramakrishnan a déclaré : « Nous expérimentons également de nouvelles formations d’encre et des paramètres de processus qui aboutiront à de nouvelles règles de conception et à de meilleures méthodes pour la fabrication additive rapide de capteurs de nouvelle génération à la NASA. »
Le projet montre comment la technologie spatiale redéfinit ses limites. La subvention de deux ans, accordée dans le cadre du programme Bridge de la Direction des missions scientifiques (SMD) de la NASA, vise à promouvoir la diversité, l’équité, l’inclusion et l’accessibilité dans la main-d’œuvre de la NASA et la communauté scientifique et technique des États-Unis. « Les étudiants passeront les semestres d’automne et de printemps à l’université et travailleront avec des scientifiques de la NASA dans l’un des centres », a déclaré Ramakrishnan. « Ils auront accès tout au long de l’année à des opportunités de mentorat et de réseautage. Les étudiants apprendront tout en fabriquant un produit pour lancer les futures missions de fusées. »
(Crédits photos: Florida State University)
Le programme met l’accent sur le mentorat des étudiants et l’extension de leur formation pratique pour façonner les scientifiques de la NASA de demain, ainsi que pour faciliter la transition des étudiants vers l’école supérieure ou les carrières en STEM. Beth Paquette, ingénieur aérospatial au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, et Curtis Hill, chercheur principal au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, ont également collaboré au projet et font partie des experts qui travailleront avec les étudiants.
Que pensez-vous des capteurs imprimés en 3D pour la NASA ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !
*Crédits photo de couverture : FAMU-FSU College of Engineering
