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1. INTRODUCCIÓN
Con la creación del modelo estándar de un CubeSat, se ha demostrado un interés creciente en explorar tecnologías innovadoras que puedan revolucionar aún más su diseño y operación [1]. Esto debido a que el objetivo principal que se quiere lograr es reducir los costos de producción y limitar el tiempo de fabricación de un satélite. Con el pasar del tiempo y el avance de la tecnología nace la necesidad de implementar mejoras en la estructura de un CubeSat para lograr que sea más resistente al entorno espacial, sea más eficiente, accesible y de facilitar su desarrollo para que muchas más personas tengan acceso a diferentes investigaciones en el área aeroespacial y desarrollar misiones espaciales más eficientes, complejas y largas [4].
A lo largo de su evolución, los CubeSats han experimentado mejoras significativas en diversos aspectos. Desde sus comienzos en los años 2000, se ha avanzado en la miniaturización de componentes electrónicos y sistemas, se han desarrollado mejores sistemas de propulsión y maniobra, mejoras en eficiencia energética y la incorporación de paneles solares [5]. Paralelamente, se han optimizado los sistemas de comunicación y en técnicas de mitigación de desechos espaciales [2]. Si bien se han logrado avances notables en términos de miniaturización, sistemas de propulsión y comunicación, persisten preguntas abiertas sobre cómo abordar desafíos fundamentales relacionados con la robustez espacial, la eficiencia en costos y la longevidad operativa de estos dispositivos en el entorno espacial riguroso y demandante. La selección adecuada de materiales desempeña un papel de vital importancia, ya que son esenciales para asegurar el éxito de las misiones espaciales a largo plazo. Los materiales empleados no solo deben ser lo suficientemente ligeros, sino que también deben ser capaces de soportar las condiciones extremas del espacio, incluidas las fluctuaciones térmicas y las radiaciones ionizantes [6].
Uno de los desarrollos más destacados en los últimos años ha sido la implementación de la impresión 3D en diversas estructuras tecnológicas, incluyendo los CubeSats. Esta tecnología emergente está revolucionando la industria espacial al ofrecer una serie de beneficios significativos [7]. La impresión 3D permite la creación de estructuras complejas y personalizadas con un alto grado de precisión, lo que facilita el diseño y la optimización de los componentes según las necesidades específicas de cada misión. En el contexto de los CubeSats, esta flexibilidad de diseño se traduce en la capacidad de adaptar las estructuras a las exigencias del entorno espacial, ofreciendo ventajas en términos de diseño flexible, producción rápida y reducción de costos para ciertos componentes y estructuras de satélites [8].
Mediante la revisión sistemática de literatura se pretende comprender: “¿Cómo influye la impresión 3D en las estructuras de los CubeSats en términos de robustez espacial, costos, respuesta térmica, resistencia al envejecimiento, vida útil en comparación con estructuras convencionales, y sus efectos a largo plazo en fabricación y operación?”
Aunque la impresión 3D ha demostrado su potencial en diversas aplicaciones industriales y de ingeniería, hasta ahora, no se ha logrado una adopción generalizada en la fabricación de CubeSats. Si bien la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Universidad de Tokio han utilizado la impresión 3D para construir CubeSats es crucial examinar las posibles barreras, como los desafíos económicos, las limitaciones de materiales y las consideraciones de certificación. Las limitaciones de materiales son otro desafío importante. Los materiales actualmente disponibles para la impresión 3D deben cumplir con estrictos requisitos de desempeño en el entorno espacial, incluyendo resistencia a temperaturas extremas, radiación y condiciones de vacío. La investigación continua es necesaria para desarrollar y validar nuevos materiales que puedan satisfacer estas exigencias sin comprometer la integridad estructural y funcional de los CubeSats. Además, las consideraciones de certificación representan un aspecto crítico que no debe pasarse por alto. Las estructuras impresas en 3D deben pasar por rigurosos procesos de validación y certificación para garantizar que cumplen con los estándares internacionales para la misión espacial. Este proceso puede ser complejo y costoso, añadiendo una capa adicional de desafío para la adopción generalizada de la impresión 3D en la fabricación de CubeSats [9]. Por lo tanto, el presente artículo contribuye al análisis de estructuras fabricadas en 3D para el desarrollo de CubeSats, verificando de esta manera como es el comportamiento de estas estructuras frente a fenómenos espaciales.
A continuación, se procede a exponer la disposición jerárquica del presente artículo. La segunda sección tiene como objetivo presentar y examinar los conceptos esenciales relativos de los CubeSats, además de abordar las características inherentes a las estructuras convencionales. Asimismo, se dedica atención a la incorporación de la técnica de impresión tridimensional. La tercera sección se destina a la descripción de la metodología empleada en este estudio. En la cuarta y quinta sección, se procede a presentar y analizar los resultados del contenido recopilado en relación con las estructuras producidas mediante impresión 3D, evaluando sus atributos en términos de su desempeño frente a los fenómenos que caracterizan el entorno espacial. Por último, la sección conclusiva sintetizará y presentará las conclusiones resultantes del presente artículo.
▪ CubeSats: Orígenes y estructura
El proyecto CubeSat comenzó iniciando el año 1999 con el propósito de proporcionar un estándar para el diseño de picosatélites reduciendo costos y tiempo de desarrollo, aumentar la accesibilidad al espacio y sostener lanzamientos frecuentes. Surgió como una colaboración entre JordiPuig-Suari de la Universidad Estatal Politécnica de California, San Luis Obispo, y Bob Twiggs del Laboratorio de Desarrollo de Sistemas Espaciales de la Universidad de Stanford [10], [11]. A inicios de la década de 2000 se produjo la adopción comercial de estos satélites, donde empresas como Planet Labs comenzaron a proporcionar servicios de imágenes de la Tierra y datos meteorológicos mediante el uso de estos. Los gobiernos y agencias espaciales establecieron programas para promover el desarrollo y lanzamiento de pequeños satélites con diversos fines[12].
El CubeSat es una estandarización de un satélite de 0.1 a 1 kg, con dimensiones de un cubo de 10 x 10 x 10 cm [13]. La misión principal del programa CubeSat es proporcionar acceso al espacio para cargas pequeñas para monitorear diferentes estados a su alrededor, los cuales son transmitidos a estaciones terrenas [3], [10]. El programa CubeSat no solo se enfoca en la reducción de costos, sino que también tiene un fuerte componente educativo y de desarrollo. Está diseñado para permitir que misiones espaciales sean completadas en un periodo de dos años o menos, lo que facilita la participación de estudiantes de pregrado y posgrado en el diseño, construcción y lanzamiento de estos picosatélites. Este enfoque inclusivo no solo proporciona a los estudiantes la oportunidad de experimentar con tecnologías espaciales y obtener experiencia práctica, sino que también fomenta la innovación y el avance en el campo de la ingeniería aeroespacial [14].
La estructura de un CubeSat es uno de los componentes más críticos del diseño de un nanosatélite, debido a sus dimensiones. Durante su diseño se consideran el factor de peso, resistencia, rigidez, conductividad térmica, expansión térmica, capacidad de fabricación y costo [15], [16]. Según CalPoly, un CubeSat debe cumplir con las especificaciones definidas en el estándar que abarca requerimientos mecánicos, eléctricos, operacionales y de prueba [17]. Además de estar diseñado para soportar las vibraciones, temperaturas y choques del lanzamiento y la órbita y debe ser compatible con los diferentes tipos de desplegadores. El desarrollo de un CubeSat también involucra la incorporación de varios subsistemas esenciales. Estos incluyen la carga útil, que realiza las funciones principales del satélite; el subsistema de comunicaciones, encargado de transmitir y recibir datos; el subsistema de potencia, que proporciona la energía necesaria para el funcionamiento del satélite; y el sistema de control de posicionamiento, que asegura que el CubeSat mantenga la orientación correcta durante su misión. Cada uno de estos subsistemas debe integrarse de manera eficiente dentro de la estructura del CubeSat para garantizar su funcionamiento óptimo y la consecución de sus objetivos de misión. En la Tabla 1 se puede observar los principales componentes de la estructura de un CubeSat y el tipo de material que se utiliza [18].
▪ Impresión 3D en la Industria Espacial
La impresión 3D, definida como el proceso de crear objetos físicos a partir de materiales depositados en capas según un modelo digital, ofrece una amplia gama de aplicaciones. Esta tecnología revoluciona la fabricación al reducir drásticamente el tiempo de producción, lo que implica un ahorro significativo de tiempo y costos. Además, garantiza la precisión de las piezas, superando los desafíos de los métodos tradicionales [20]. La industria aeroespacial se beneficia de la impresión 3D en siete aspectos clave: agiliza el flujo de trabajo de diseño, produce piezas más ligeras y resistentes, consolida múltiples componentes en uno, minimiza el desperdicio de materias primas costosas, acelera el tiempo de comercialización, mejora la eficiencia en costos y recursos, y optimiza el inventario y la logística [20].
TABLA 1 - CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL NANOSATÉLITE CUBESAT [19]
| Componente | Material | Volumen Total (mm3) | Masa Total (g) |
|---|---|---|---|
| Cuerpo Cúbico | Aluminio 6061-T6 | 50000 | 135.00 |
| Plato Inferior | Aluminio 6061-T6 | 20250 | 54.67 |
| Plato Superior | Aluminio 6061-T6 | 20000 | 54.00 |
| Ejes Estructurales | Aleación Ti-6AL-4V | 3200 | 14.17 |
| Tapas Laterales | Cerámica | 150 | 0.34 |
| Anillos Retención | Aleación Ti-6AL-4V | 54 | 0.24 |
| Tapas Superiores | Cerámica | 45 | 0.10 |
| Tapas Inferiores | Cerámica | 45 | 0.10 |
| TOTAL | ------------- | 93744 | 258.62 |
Las aplicaciones de la fabricación aditiva en la exploración espacial están revolucionando diversos aspectos de la industria, abriendo nuevas posibilidades para la producción de una amplia gama de componentes y estructuras. Entre las aplicaciones destacadas se incluyen la fabricación de cohetes, antenas de radio, estructuras para construcción extraterrestre, satélites, piezas de repuesto, bioimpresión y trajes espaciales [21], [22]. La capacidad de fabricar piezas a medida y en el lugar de necesidad, especialmente en el espacio, representa un avance crucial para la sostenibilidad y la viabilidad de las misiones espaciales a largo plazo. Ejemplos como SpaceX y Relativity Space ilustran cómo la impresión 3D se utiliza para fabricar componentes críticos en la industria aeroespacial, transformando el diseño y la producción de cohetes y vehículos espaciales [23], [24].
Por tal motivo, la fabricación aditiva está revolucionando la industria de los satélites al permitir la producción de componentes más ligeros y rentables, mejorando su eficiencia y fiabilidad [10]. Esta innovación posibilita la fabricación de componentes internos con geometrías complejas y alta precisión, lo que conduce a un lanzamiento de satélites más económico y eficaz; contribuye a la creación de componentes más fiables por su precisión en su fabricación, lo que reduce significativamente el riesgo de fallas durante el lanzamiento; reduce los costos de lanzamiento, ampliando el acceso al espacio y promoviendo una exploración espacial más eficiente y asequible [10]. Además, investigadores del MIT han desarrollado sensores de plasma impresos en 3D para su uso en satélites, lo que puede ser beneficioso para investigaciones como el cambio climático [25], [26]. Asimismo, su utilización para integrar sistemas propulsivos en la estructura de CubeSats, lo que abre nuevas posibilidades para la mejora de la propulsión y autonomía de estos pequeños satélites [27].
2. METODOLOGÍA
La presente investigación se basó en la metodología de revisión sistemática de literatura para su desarrollo, esta misma es PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses), dado que se centra en mejorar la transparencia y la reproducibilidad en las revisiones sistemáticas. Esta metodología de investigación tiene como objetivo identificar, evaluar y sintetizar de manera rigurosa y objetiva toda la evidencia relevante disponible sobre un tema específico. Se utiliza para responder preguntas de investigación de manera completa y exhaustiva, basándose en la recopilación y análisis sistemático de estudios y publicaciones previas [28]. En el marco de este estudio, se implementaron tres fases como se puede observar en la Figura 1. La primera representa la planificación de la revisión, en la segunda se realiza la revisión y la etapa final representa la presentación de los resultados obtenidos mediante un informe.
▪ Primera Etapa - Planificar la Revisión: Se estableció las preguntas de investigación, el alcance de la investigación, los criterios de inclusión y exclusión, por último, la conducta de búsqueda, esté último es el protocolo de búsqueda a realizar descrito en la Tabla 2. Mediante el uso de la ecuación de búsqueda se realizó la búsqueda de diferente documentación, ya que esta documentación es la población de la investigación. Sin embargo, con el uso de los elementos de la planificación de la revisión, mencionados anteriormente, se logró realiza un primer filtro a la base de datos. Contenido sobre estructura de un CubeSat, aplicación teórica y práctica de la impresión 3D en CubeSats, mejoras estructurales y características de la impresión 3D frente a fenómenos espaciales fueron los criterios de inclusión. Mientras que el contenido que sólo hablen de conceptos de un Cubesat y falta de alcance de calidad fueron los criterios de exclusión y eliminación, respectivamente.
▪ Segunda Etapa - Conducir la Revisión: Luego de aplicar el filtro mencionado se lograron seleccionar diferentes publicaciones primarias. Con el propósito de analizar los trabajos primarios seleccionados, se han establecido una serie de parámetros que sirven como guía para la evaluación y comparación de dichos trabajos. Estos parámetros tienen como objetivo principal proporcionar una visión integral de los estudios primarios. Los parámetros definidos comprenden: material de filamento, resistencia térmica, resistencia a la radiación solar, baja emisión de gases y resistencia mecánica.
TABLA 2 - PROTOCOLO DE BÚSQUEDA
| Protocolo de búsqueda | Descripción de detalles |
|---|---|
| Bases de datos | Google Scholar - SciElo - Elicit - IEEE |
| Tipo de publicación | Articulo Científicos, tesis, publicaciones en revistas científicas |
| Tipo de Documento | Artículos, tesis y revistas |
| Lenguaje | Español e inglés |
| Rango de fechas | 2015 - 2023 |
| Campos de búsqueda | Títulos, resúmenes y palabras clave |
| Términos de búsqueda | TITLE-ABS-KEY |
| Criterios de inclusión | Diseño estructural de CubeSats y el uso de la impresión 3D |
| Criterios de exclusión | Documentos que solo hablen de conceptos generales de un CubeSat |
| Extracción de datos | Manual y verificada utilizando una tabla de clasificación. |
| Análisis y síntesis | Se empleó un método Revisión Sistemática de Literatura. |
▪ Tercera Etapa - Documentar la Revisión: Se presentó y discutió la información primaria sobre el enfoque de la investigación. Finalmente, la presentación de resultados obtenidos de cada uno de nuestros parámetros, así como recomendaciones para futuras investigaciones. Los resultados serán presentados en diagrama de conceptos, tabla de propiedades y comparativas entre los materiales convencionales y los materiales impresos tridimensionalmente.
3. RESULTADOS
La información obtenida de la revisión sistemática de literatura muestra el uso de la fabricación aditiva en la estructura de un CubeSat frente al materiales convencionales, como ser el aluminio, proporciona un diseño muy personalizable a un costo razonable y un tiempo de respuesta rápido. Si bien existen diversos tipos de filamentos para la impresión 3D, el PLA, ABS y Nylon son tres de los materiales más utilizados en la fabricación aditiva [29]. En la Figura 2 se muestra un mapa conceptual de estos 3 filamentos, en el mismo se describe sobre este, los beneficios, desventajas y propiedades clave. Las propiedades obtenidas de cada uno de estos se pueden observar en la Tabla 3, siendo clave para verificar que pueden cumplir con las condiciones ambientales y de carga requeridas para un CubeSat, en donde destacan las propiedades de resistencia térmica, radiación solar y mecánica y baja emisión de gases.
TABLA 3 - PROPIEDADES CLAVE DEL PLA, ABS Y NYLON [33], [32], [34]
| Propiedades | PLA | ABS | Nylon | |
|---|---|---|---|---|
| Resistencia Térmica | Conductividad térmica del filamento (W/m·K) | 0.13 - 0.45 | 0.1 - 0.2 | 0.2 - 0.25 |
| Coeficiente de expansión térmica (µm/m°C) | 60 - 70 | 80 - 100 | 70 - 90 | |
| Estabilidad térmica (°C) | 50 - 60 | 85-95 | 160 - 200 | |
| Capacidad de disipación de calor | Limitada | Media | Buena | |
| Resistencia a la Radiación Solar | Estabilidad bajo radiación | Baja | Baja | Media |
| Degradación superficial | No | Si | Si | |
| Pérdida de flexibilidad | Media | Baja | Baja | |
| Absorción de energía solar | Baja | Baja | Media | |
| Color del filamento | Varios | Varios | Varios | |
| Baja Emisión de Gases | Tasa de liberación de gases | Baja | Media | Media |
| Temperatura de gases liberados | Baja | Media | Media | |
| Efectos en otros sistemas | No | Si | Media | |
| Degradación del filamento (°C) | 180 - 220 | 240 | 240 | |
| Resistencia Mecánica | Resistencia a la tracción (MPa) | 40 - 60 | 35 - 50 | 45 - 75 |
| Resistencia a la compresión (MPa) | 35 - 60 | 30 - 45 | 50 - 85 | |
| Dureza (MPa) | 80 - 85 | 60 - 105 | 70 - 85 | |
| Resistencia al impacto (Kj/m2) | 5 - 13 | 10 - 25 | 45 - 105 | |
En la Tabla 4 se muestra la comparación entre la fabricación aditiva y los materiales convencionales en términos de propiedades. Específicamente se hace una comparación entre el filamento ABS y el Aluminio 6061-T6 que es uno de los materiales más destacado de la estructura de un CubeSat. Se revela que la impresión tridimensional ofrece una mayor flexibilidad en la personalización de los componentes de CubeSats. Mientras que los materiales convencionales tienen propiedades inherentes, la impresión 3D permite ajustar las propiedades según las necesidades específicas de cada componente, lo que puede ser esencial en la fabricación de satélites a medida.
En cuanto a la resistencia mecánica, se encontró que los materiales convencionales, como el aluminio y el titanio, tienden a mostrar una mayor resistencia a la tracción y a la compresión en comparación con los materiales impresos tridimensionalmente. Sin embargo, la impresión 3D permite una mayor versatilidad en la optimización de la resistencia mecánica al ajustar la geometría interna de los componentes.
Los resultados destacan la importancia de considerar cuidadosamente las propiedades de los materiales y las ventajas específicas de la fabricación aditiva al diseñar y fabricar componentes para CubeSats. Cada material y proceso de fabricación tiene sus ventajas y limitaciones, y la elección adecuada dependerá de las necesidades específicas de la misión espacial y de los objetivos de costos y durabilidad.
TABLA 4 - COMPARACIÓN DE PROPIEDADES CLAVE DEL ABS Y MATERIALES CONVENCIONALES [32], [35]
| Propiedades | ABS | Aluminio 6061-T6 | |
|---|---|---|---|
| Resistencia Térmica | Conductividad térmica del filamento (W/m·K) | 0.1 - 0.2 | 205 |
| Coeficiente de expansión térmica (µm/m°C) | 80 - 100 | 23.6 | |
| Estabilidad térmica (°C) | 85-95 | >200 | |
| Capacidad de disipación de calor | Media | Excelente | |
| Resistencia a la Radiación Solar | Estabilidad bajo radiación | Baja | Buena |
| Degradación superficial | Si | No | |
| Pérdida de flexibilidad | Baja | No | |
| Absorción de energía solar | Baja | Baja | |
| Color del filamento | Varios | Plata | |
| Baja Emisión de Gases | Tasa de liberación de gases | Media | No |
| Temperatura de gases liberados | Media | No | |
| Efectos en otros sistemas | Si | No | |
| Degradación del filamento (°C) | 240 | No aplica | |
| Resistencia Mecánica | Resistencia a la tracción (MPa) | 35-50 | 310 |
| Resistencia a la compresión (MPa) | 30 - 45 | 230 | |
| Dureza (MPa) | 60 - 105 | 95 | |
| Resistencia al impacto (Kj/m2) | 10 - 25 | 24 | |
4. DISCUSIÓN
4.1 Diferencias entre Filamentos
De acuerdo a las propiedades descritas en la Figura 2 y Tabla 3 la elección del mejor filamento para un CubeSat debe basarse en consideraciones como las condiciones ambientales a las que estará expuesto el CubeSat, los requisitos de resistencia, peso, rigidez, flexibilidad y otros factores relevantes para la misión.
El PLA es un material fácil de imprimir y es adecuado para CubeSats que no estarán expuestos a condiciones ambientales extremas. Es ligero y tiene una buena resistencia mecánica, pero su resistencia térmica y estabilidad bajo radiación son limitadas. Es más adecuado para misiones en órbita baja de la Tierra (LEO) donde las temperaturas no son extremadamente altas. El ABS es más resistente a temperaturas elevadas y tiene una mejor resistencia térmica que el PLA. Sin embargo, puede ser más difícil de imprimir y liberar vapores irritantes durante la impresión. Puede ser una opción adecuada para misiones en LEO o más allá. El Nylon tiene una excelente resistencia térmica y es resistente al impacto, lo que lo hace adecuado para CubeSats que pueden estar expuestos a condiciones ambientales extremas.
4.2 Comparación de Resultados
El análisis de los resultados obtenidos revela diferencias significativas entre las estructuras impresas en 3D y las convencionales en términos de diversas propiedades clave. Observando las propiedades de los 3 diferentes filamentos frente al aluminio 6061-T6, mostradas en la Tabla 2 y 3, se puede afirmar que, en cuanto a la resistencia térmica, el aluminio muestra una conductividad térmica significativamente mayor, lo que sugiere una mejor capacidad para disipar el calor. Además, exhibe una estabilidad térmica superior, con una temperatura de más de 200°C. En términos de resistencia a la radiación solar, el aluminio muestra una buena estabilidad bajo radiación y ninguna degradación superficial. Mientras tanto, los filamentos muestran una resistencia baja a la radiación solar y puede experimentar degradación superficial. Esta diferencia es crucial en entornos espaciales donde la radiación solar es un factor importante. En resistencia mecánica, los filamentos son superados por el aluminio con una resistencia a la tracción mucho mayor, una resistencia a la compresión sólida y una dureza superior. Sin embargo, en resistencia al impacto, el ABS y Nylon muestran un mejor rendimiento en comparación con el aluminio. En términos de costos y robustez espacial, la impresión 3D generalmente es más rentable y puede ser más adecuada para estructuras que no requieren una resistencia extremadamente alta o que se beneficiarían de la ligereza.
4.3 Ventajas y Limitaciones de la Impresión 3D
Una de las principales ventajas radica en la capacidad de diseño personalizado y rápida iteración que brinda la tecnología de impresión 3D, lo que permite adaptar las estructuras a las necesidades específicas de la misión y optimizar la geometría para reducir el peso y maximizar la eficiencia. Además, puede reducir los costos de producción al minimizar el desperdicio de material y eliminar la necesidad de herramientas costosas. Sin embargo, existen limitaciones y desafíos, como la selección de materiales que cumplan con los rigurosos requisitos del espacio y la certificación de las estructuras impresas en 3D para su uso en misiones espaciales. La validación y la garantía de calidad son aspectos críticos que deben abordarse para garantizar la confiabilidad y la seguridad de estas estructuras en entornos espaciales hostiles.
4.4 Influencia de la Impresión 3D en las Estructuras de los CubeSats
La impresión 3D influye significativamente en las estructuras de los CubeSats en términos de robustez espacial, costos, respuesta térmica, resistencia al envejecimiento, vida útil y efectos a largo plazo en fabricación y operación, según nuestra revisión sistemática de la literatura. En cuanto a robustez espacial, aunque las estructuras impresas en 3D con filamentos como PLA, ABS y Nylon pueden optimizar la distribución de esfuerzos y reducir el peso, no alcanzan la misma resistencia mecánica que el aluminio 6061-T6, que ofrece mayor resistencia a la tracción y compresión, así como mejor estabilidad bajo condiciones extremas. En términos de costos, la impresión 3D reduce significativamente los gastos de producción al minimizar el desperdicio de material y eliminar la necesidad de herramientas costosas, permitiendo también una rápida iteración y personalización de diseños. Sin embargo, en respuesta térmica, el aluminio supera a los filamentos debido a su alta conductividad térmica y estabilidad en entornos espaciales, mientras que los filamentos muestran limitaciones, especialmente el PLA que es adecuado solo para misiones en órbita baja. La resistencia al envejecimiento y la vida útil también son áreas donde el aluminio destaca, mostrando excelente resistencia a la radiación solar y degradación mínima con el tiempo, en contraste con los filamentos que pueden deteriorarse bajo condiciones espaciales. A largo plazo, la impresión 3D ofrece ventajas en la fabricación al permitir flexibilidad y producción rápida de componentes personalizados, aunque enfrenta desafíos en la validación y certificación de estos componentes para misiones prolongadas. En resumen, aunque la impresión 3D aporta beneficios significativos en términos de costos y diseño, la robustez, respuesta térmica y durabilidad de las estructuras convencionales de aluminio siguen siendo superiores para aplicaciones espaciales exigentes.
5. CONCLUSIONES
En conclusión, el análisis de las propiedades de las estructuras impresas en 3D en comparación con material convencional utilizado en CubeSats, como es en este caso el aluminio 6061-T6, arroja una serie de hallazgos significativos. Si bien este material presenta varias propiedades físicas y mecánicas superiores a los filamentos, en un futuro este puede llegar a ser reemplazado con la fabricación aditiva, ya que este se encuentra en constante desarrollo.
La influencia de la impresión 3D en las estructuras de los CubeSats es valiosa ya que puede ser una herramienta para su fabricación, ofreciendo ventajas en términos de personalización y eficiencia de diseño, lo que puede mejorar la robustez espacial y reducir los costos. Sin embargo, esta influencia debe evaluarse cuidadosamente en función de las necesidades específicas de la misión y las condiciones ambientales esperadas. Además, se necesita una mayor investigación y desarrollo en la validación y la garantía de calidad de las estructuras impresas tridimensionalmente. Cada material tiene sus propias ventajas y desventajas, y la decisión debe basarse en una evaluación cuidadosa de los requisitos y restricciones del proyecto.
Para trabajos futuros, se recomienda una mayor investigación en la selección de materiales y métodos de certificación para estructuras impresas en 3D en aplicaciones espaciales. Además, es fundamental llevar a cabo pruebas adicionales para validar el rendimiento de las estructuras impresas tridimensionalmente en condiciones espaciales reales y evaluar su vida útil a largo plazo. La fabricación aditiva tiene un potencial significativo en la industria de CubeSats, y el desarrollo continuo de esta tecnología puede abrir nuevas oportunidades para misiones espaciales eficientes y personalizadas.
