Dobradiças impressas em 3D abrem painéis solares de satélites com 93% menos peso

Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Pesquisa Aplicada em Polímeros (IAP), na Alemanha, desenvolveram dobradiças impressas em 3D que podem abrir os painéis solares de satélites com menos mecanismos tradicionais de acionamento. Cada peça pesa cerca de 1,4 grama, o que representa uma redução de 93% em relação aos modelos convencionais.

A necessidade surge do próprio transporte das espaçonaves. Para caber no foguete, os painéis solares precisam permanecer recolhidos e presos durante o lançamento, sendo liberados apenas depois que o satélite alcança a órbita. A proposta dos pesquisadores é que a própria dobradiça responda a um estímulo térmico programado, dispensando parte do aparato mecânico que hoje executa essa função.

Isso é possível graças a polímeros com memória de forma, materiais que assumem temporariamente uma posição e retornam ao formato original quando aquecidos. Na aplicação testada, a peça permanece dobrada até receber calor suficiente para executar o movimento. Em experimentos de laboratório, um dispositivo de aquecimento elevou a temperatura do componente de 23 °C para 140 °C, e a recuperação da forma original levou cerca de 60 segundos.

O movimento, porém, não depende apenas da dobradiça. Antes de sua ativação, entram em ação os mecanismos de retenção e liberação, conhecidos pela sigla HDRMs, que mantêm as estruturas seguras durante a subida e as soltam de forma controlada na órbita. A combinação foi pensada para painéis solares e antenas que precisam viajar compactados.

Para produzir esses componentes, a equipe recorreu à manufatura aditiva. Os polímeros foram transformados em filamentos próprios para impressão, o que permitiu fabricar tanto as dobradiças quanto os dispositivos de retenção e liberação. Nesse processo, a impressão 4D se diferencia por gerar objetos capazes de alterar forma ou função quando expostos a condições externas predeterminadas, como o aquecimento usado no estudo.

O trabalho foi conduzido no âmbito do projeto AM-SPACE, desenvolvido entre outubro de 2023 e setembro de 2026 com participação da Orion Additive Manufacturing, da German Orbital Systems e de dois institutos da rede Fraunhofer: o IAP, voltado à pesquisa em polímeros, e o IZM, focado em confiabilidade e microintegração. Os recursos vieram de programas regionais de inovação apoiados pela União Europeia.

Os testes realizados até agora incluem experimentos preliminares em câmara de vácuo, avaliações em sala limpa e ciclos térmicos. Um dos polímeros também foi enviado ao Instituto Nacional de Tecnologia Aeroespacial da Espanha (INTA), que o aprovou em ensaios de desgaseificação. Ainda assim, as peças não passaram por uma missão orbital, e seu comportamento em operações reais e por períodos prolongados segue sem comprovação.