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(11/12/2020 / sbr)

3D-Druckverfahren im Parabelflug getestet

Komponenten für die Raumfahrt werden heute auf der Erde entwickelt, getestet und produziert. Trägerraketen transportieren diese ins All. Die Kosten dafür sind immens, die Komponenten während des Starts erheblichen Belastungen ausgesetzt. Ein studentisches Team der Hochschule München forscht im Rahmen des FlyYourThesis!-Programms der Europäischen Weltraumagentur (ESA) an einem Fertigungsverfahren für das All. Bei einem Parabelflug testeten sie ihr Verfahren unter Realbedingungen.

Unter dem Projekttitel „AIMIS-FYT“ arbeitet ein achtköpfiges studentisches Team des Studienganges Luft- und Raumfahrttechnik an der Hochschule München an einer effizienten Fertigungstechnik für die Raumfahrtindustrie. Das Akronym AIMIS steht für „Additive Manufacturing In Space“ und beschäftigt sich mit einem spezifischen 3D-Druckverfahren, um beispielsweise Solarpaneelen oder Antennen unter Bedingungen der Schwerelosigkeit direkt im Weltraum herzustellen. Im Rahmen des ESA-Parabelflugs hatten sie 22 Sekunden Zeit, um ihre Experimente unter Bedingungen der Schwerelosigkeit zu testen.

Komponentenproduktion durch 3D-Druck im All

Ziel des Projekts ist es, Techniken zu entwickeln, um für die Raumfahrt notwendige Elemente direkt im All herzustellen. Statt eines Schicht-für-Schicht Drucks, wie er bei herkömmlichen 3D-Druckern üblich ist, werden die Komponenten unmittelbar durch die dreidimensionale Bewegung des Druckkopfes erzeugt. Mit einem photoreaktiven Harz, das aus dem Druckkopf durch eine Düse gedrückt wird und unter Bestrahlung mit UV-Licht aushärtet, werden Bauteile für die Raumfahrttechnik produziert. Diese Technologie wird auch als „In-Situ-Manufacturing“ bezeichnet und ermöglicht eine effiziente und agile Produktion vor Ort. Das Harz ist leicht und die Transportkosten dadurch reduziert, die Belastungen der Bauteile während des Raketenstarts entfallen.

Parabelflug: 3D-Verfahren in Schwerelosigkeit testen

Mit der Auswahl für das FlyYourThesis!-Programm ging AIMIS in die Testphase: Bei drei Parabelflügen mit jeweils 30 Parabeln erprobte das Team sein Verfahren unter Einfluss der Schwerelosigkeit. Für jeweils 22 Sekunden sollten vier grundlegende 3D-Druckoperationen vom AIMIS-FYT-Team durchgeführt werden.