Mecanisme d’alliberament per a CubeSat.

Un mecanisme imprès en 3D, d’un sol ús, que manté tancats els panells solars d’un CubeSat durant el llançament i els allibera amb un fil calent, provat fins a un 40% per sobre de la càrrega de disseny.

El problema

Els panells solars i les antenes desplegables han d’aguantar plegats les càrregues del llançament i, un cop en òrbita, alliberar-se de manera fiable, una sola vegada, sense deixar cap resta enrere. Aquesta és la funció d’un mecanisme de subjecció i alliberament (Hold-Down Release Mechanism, HDRM). Els comercials són cars, així que el meu treball de final de grau es preguntava si un mecanisme imprès en 3D i de baix cost podia fer la mateixa feina.

Què vaig fer

Vaig dissenyar un HDRM d’un sol ús imprès en 3D en PLA: dos braços d’alliberament es mantenen tancats amb un fil de niló, i un fil de NiCrom el fon per efecte Joule per alliberar-los. Amb FEA a SolidWorks vaig comparar dues geometries d’articulació i vaig triar una articulació de plecs d’1 mm com el millor equilibri entre flexibilitat i resistència; després vaig redissenyar els braços amb una dent de retenció i guies laterals perquè l’enllaç de retenció no es pogués desplaçar lateralment. Vaig imprimir, muntar i assajar el prototip.

Punts clau

1. 01HDRM d’un sol ús imprès en 3D en PLA, alliberat amb un fil calent de NiCrom
2. 02Redisseny basat en FEA: una articulació de plecs va superar una de simplement circular
3. 03Va aguantar 140 N en tracció, un 40% per sobre de la càrrega de disseny de 100 N, sense deformar-se
4. 04Tots els requisits de la matriu d’avaluació verificats: aproximadament TRL 4

Resultats