El proyecto europeo ENLIGHTEN apuesta por la fabricación aditiva para los motores de cohete

Mientras la cápsula Orion de Artemis II regresa de su sobrevuelo lunar con cuatro astronautas a bordo, en Europa un consorcio de empresas e instituciones trabaja en algo menos espectacular pero igual de necesario: abaratar la fabricación de motores de cohete. El proyecto se llama ENLIGHTEN, está financiado por la Unión Europea dentro de Horizon Europe, y su apuesta principal es la fabricación aditiva a gran escala.

El contexto lo exige. Europa depende de dos familias de lanzadores operativos, Ariane y Vega, y la competencia global no para de crecer con la entrada de vehículos de lanzamiento reutilizables. La demanda institucional europea es limitada, así que los lanzadores necesitan reducir costes de forma drástica si quieren competir en el mercado comercial abierto. ENLIGHTEN aborda el problema desde la inteligencia artificial y dos técnicas de fabricación aditiva de metal que se están perfeccionando.

Lanzamiento de Ariane 5, un cohete de ArianeGroup, empresa que también coordina el proyecto ENLIGHTEN (créditos de la foto: ESA/CNES/Arianespace).

La primera es la deposición de energía directa con láser (L-DED). Un láser genera un baño de fusión donde se introduce polvo metálico o alambre, y el movimiento relativo entre la óptica y la pieza va depositando material capa a capa. En ENLIGHTEN, el consorcio formado por ArianeGroup, Fraunhofer ILT, IREPA Laser y Laser Cladding Venture quiere llevar este proceso a la escala de toberas completas. Hablan de tasas de deposición superiores a 2 kg/h, espesores de pared por debajo de 1 mm, y una notable reducción del plazo de fabricación con costes a la mitad frente a los métodos convencionales. En cuanto a su nivel de madurez tecnológica, la L-DED debería avanzar durante el proyecto desde pruebas a escala de laboratorio hasta la fabricación de hardware representativo del uso final.

La segunda línea es más ambiciosa: fusión por lecho de polvo multimaterial (PBF-LB/M). Aquí se trata de combinar Inconel 718 y titanio Ti64 en una misma pieza. Como ambos polvos no se separan magnéticamente, el equipo recurre a distribuciones granulométricas distintas (menor de 36 µm para el Inconel, mayor de 45 µm para el titanio) y un ciclo alternado de recubrimiento, exposición láser y aspiración. Como resultado, se fabrican componentes hasta un 30% más ligeros con propiedades mecánicas adaptadas.

Conviene no perder de vista los problemas. El proceso L-DED exige operadores expertos y tiempos largos en piezas grandes; el polvo metálico arrastra una huella de carbono nada despreciable. En cuanto al proceso PBF-LB/M multimaterial, la porosidad, las grietas y la delaminación siguen siendo obstáculos serios, y la certificación aeroespacial queda lejos todavía.

La plataforma de demostración final de ENLIGHTEN integrará todos los subsistemas en un banco de pruebas para motores. Si los números se confirman, Europa tendrá un argumento sólido para producir motores de cohete con impresión 3D a escala industrial, pero aún queda un largo camino por delante. Puedes conocer más sobre el proyecto aquí.

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*Créditos de la foto de portada: ENLIGHTEN