Marco na fabricação espacial: impressão 3D com PEEK para inovação em satélites

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Usando PEEK como adesivo: cientistas chineses imprimem satélite “universal” em 3D

Como fazer um satélite leve e multifuncional?

Estruturas tradicionais exigem molduras mecânicas, sistemas de resfriamento e circuitos separados — o que as torna volumosas e vulneráveis à radiação espacial.

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Harbin publicaram no Engineering um projeto onde usaram PEEK como adesivo e impressão 3D de alta temperatura para integrar sustentação, condução elétrica e térmica e proteção contra radiação em um único painel.

Resultados: mais rígido, leve e resistente à radiação

O novo painel mostrou rigidez 21,5% maior, condutividade térmica quase seis vezes superior, e bloqueio de 28% da radiação protônica espacial.

O dilema do peso: mais funções, mais massa?

Satélites precisam suportar vibrações, dissipar calor e resistir à radiação. Estruturas tradicionais com múltiplos módulos aumentam o peso, um problema sério em nanossatélites do tamanho de uma caixa de sapatos.

Segundo o Dr. Zhang Yan, é como colocar um dissipador em um celular — ele fica mais grosso e pode interferir no sinal.

Tentativas com baterias embutidas falharam por causa do peso extra dos metais.

Design em camadas: cada uma com sua função

A estrutura desenvolvida tem cinco camadas:

• Inferior: PEEK com malha de alumínio (rigidez e blindagem)

• Camadas médias: fibra de carbono (leveza) e blocos de alumínio (condutividade térmica)

• Superior: fios de cobre isolados com silicone

• Revestimento final: selado com PEEK puro

Todas as camadas são fundidas com PEEK a alta temperatura. Algoritmos genéticos otimizam as espessuras, e o peso final é 1% menor que o de uma peça de PEEK puro (160,9g vs 162,5g).

Impressão em alta temperatura: metal e plástico juntos

Uma impressora especial extrude simultaneamente PEEK derretido e fios metálicos/fibra de carbono a 500°C, garantindo forte aderência entre os materiais.

O material resultante tem apenas 1,5% de porosidade (vs 8,6% em plásticos convencionais) e mantém funcionalidade elétrica mesmo sob flexão.

Desempenho: proteção e dissipação térmica superiores

Bombardeado com prótons de 35 MeV, o painel reduziu a penetração de 9,35 mm para 6,74 mm (aumento de proteção de 27,9%).

A condutividade térmica subiu de 0,25 para 1,67 W/m·K, removendo calor com eficiência.

O protótipo de satélite cúbico realizou com sucesso medições ambientais e transmissão de dados via nuvem.

Prof. Li Longqiu comentou: “No futuro, astronautas poderão imprimir peças sobressalentes diretamente na estação espacial”.

Futuro: controle térmico adaptativo para o espaço

Desafios permanecem, como flutuações térmicas e quebra da fibra de carbono no bico. A equipe desenvolve algoritmos de controle térmico adaptativo e planeja testes em gravidade zero.

A tecnologia já está sendo usada em satélites chineses de baixa órbita e será validada em 2025. Espera-se que esse tipo de “armadura universal” se torne padrão para futuras espaçonaves.