Der neue 3D-Mikrogravitationsdrucker der ESA könnte die Raumfahrtindustrie revolutionieren – 3DPrint.com

Ein Prototyp des neuen Mikrogravitations-3D-Druckers ist jetzt fertig und wartet auf die Veröffentlichung in Internationale Raumstation (ISS) zum Testen. Die neue Maschine mit dem Namen Imperial ist in der Lage, 3D-Teile zu drucken, die viel größer sind als sie selbst, und überwindet eine der größten Einschränkungen aktueller Off-Ground-3D-Drucker, die begrenzte Baugröße.

Bisher waren wir erstaunt über die wenigen AM-Systeme, die erfolgreich Komponenten im Orbit gebaut haben, wie Made In Space (jetzt Teil von rotes Kabel), die 2016 ihren Weltraumbetrieb aufnahm, oder Unbegrenzte Seile Ein 3D-Drucker an Bord der Internationalen Raumstation. im Augenblick Europäische Weltraumorganisation (European Space Agency) gab die Fertigstellung seines mit Spannung erwarteten imperialen 3D-Druckermodells bekannt. Einmal auf der Internationalen Raumstation könnten die 3D-gedruckten Teile außerirdisches Herstellungspotenzial demonstrieren und neue Lebenserhaltungs- und Wartungsstrategien für die bemannte Raumfahrt ermöglichen.

Der Drucker wurde für den Betrieb in Schwerelosigkeit entwickelt – d. h. er kann kopfüber auf dem Boden betrieben werden – und ist in der Lage, Hochleistungspolymerteile mit unendlichen Abmessungen entlang einer Richtung und mit mechanischen und thermischen Eigenschaften wie PEEK herzustellen. Darüber hinaus können gemäß den technischen Eigenschaften der Maschine große Teile mit minimalem Abfall entwickelt werden, die sofort nach der Entnahme aus dem 3D-Drucker einsatzbereit sind, da die anschließende Verarbeitung das Vorhandensein zusätzlicher spezieller Einrichtungen erfordert.

Das Projekt wurde für die Europäische Weltraumorganisation von einem Konsortium unter Führung des deutschen Raumfahrtunternehmens umgesetzt OHB SEmit dem Berliner Unternehmen für Luft- und Raumfahrttechnik Azimut-Raum; Die Athlone Institute of Technology In Irland die portugiesischen 3D-Druckerhersteller Schön. Nachdem der bodengestützte Prototyp nun fertiggestellt ist, wird der nächste Schritt sein, ihn im Orbit an Bord der Internationalen Raumstation zu testen.

Antonella Sgampati, Projektmanagerin bei OHB SE, kommentierte die Entwicklung wie folgt: „Die Herstellung von verschmolzenen Filamenten mit Hochleistungspolymeren hat sich bereits als unbeeinflusst von der Umgebung mit geringer Schwerkraft erwiesen, was den Weg für neue Herausforderungen wie die Möglichkeit des Druckens ebnet unbegrenzte Teile in eine Richtung oder Nutzung der Produktion in Chargen.Im Rahmen des Projekts wurden neue Technologielücken identifiziert und durch Entwicklungs- und Prototyping-Tests bei BEEVERYCREATIVE abgedeckt, was zu dieser einzigartigen Leistung führte und die Off-the-Ground-Fertigung einen Schritt näher brachte.“

Eine der größten Errungenschaften des Teams hinter IMPERIAL ist, dass es unter Mikrogravitationsbedingungen in einer Qualität drucken kann, die mit dem Drucken unter Nennbedingungen vergleichbar ist. Darüber hinaus haben die Entwickler den 3D-Drucker auf verfügbare Lastkonfigurationen und entsprechende Lasten zugeschnitten. Unter Berücksichtigung der Umwelt-, Schnittstellen-, Betriebs- und Sicherheitsanforderungen der Internationalen Raumstation wurde die Technologie basierend auf den an Bord der Internationalen Raumstation verfügbaren Ressourcen ausgewählt. Da die Station ständig von einer Besatzung von mindestens sieben Personen besetzt ist, gewährleistet Imperial, dass die Maschine ihre allgemeine Gesundheit und Sicherheit gewährleistet.

Dies ist nicht das erste Mal, dass die Europäische Weltraumorganisation und dasselbe internationale Konsortium zusammenarbeiten. Bereits 2018 stellte das Team MELT vor, kurz für Fabrication of Experimental Layer Technology, einen voll funktionsfähigen 3D-Drucker-Prototyp, der unter Mikrogravitationsbedingungen für die Internationale Raumstation und den 3D-Druck unter Verwendung von technischen Polymeren mit fortschrittlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften betrieben werden kann. Das Projekt MELT wurde 2018 erfolgreich als voll funktionsfähiger 3D-Drucker-Prototyp an die Internationale Raumstation geliefert.

MELT-Projektdrucker der ESA für außerirdischen 3D-Druck. Bild mit freundlicher Genehmigung der Europäischen Weltraumorganisation.

Das Projekt IMPERIAL stellte wie sein Vorgänger fest, dass das Team erneut daran arbeitet, außerirdischen Crews ein voll funktionsfähiges 3D-Druckermodell zur Verfügung zu stellen, das technische Thermoplaste verwendet, aber diesmal hat es den zusätzlichen Vorteil, dass es den Bau erleichtert Größenbeschränkungen. Strukturell ist ein 3D-Drucker ähnlich, aber IMPERIAL geht noch einen Schritt weiter, indem es das 3D-gedruckte Teil freigibt, während es gedruckt wird, und diese Funktion wird einen großen Unterschied für zukünftige Weltraumforscher machen, die Maschinen benötigen werden, um Teile oder Werkzeuge herzustellen, die möglicherweise die Größe des Druckers überschreiten.

Einmal betriebsbereit, könnte Imperial zu größerer Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit zukünftiger Langzeit-Weltraummissionen beitragen. Oder, wie Mario Angelo, Chief Technology Officer von BEEVERYCREATIVE, bemerkte: „Dieses neue Projekt ist ein Beweis für unsere Fähigkeit, Technologie in einem Bereich voranzubringen. [aerospace] Was definitiv einen großen Einfluss auf unser zukünftiges Leben haben wird.“

Imperial 3D-Drucker produziert Teile. Bild mit freundlicher Genehmigung von BEEVERYCREATIVE.

Obwohl die Plattform zum Testen an Bord der Station 248 Meilen zurücklegen wird, können die gleiche Technologie und das gleiche Wissen aus dem Projekt Imperial genutzt werden, um neue, industrieorientierte 3D-Drucker für die Produktentwicklung hier auf der Erde zu entwickeln. Tatsächlich ist die Erleichterung der Kommerzialisierung von Weltraumtechnologie auf Märkten außerhalb des Weltraums weit verbreitet. NASA Zum Beispiel habe ich viele Weltraumideen in erdbezogene Produkte umgewandelt. Da weiterhin vielversprechende Luft- und Raumfahrttechnologien auftauchen, werden fortschrittliche Produkte in viele andere unabhängige Branchen einfließen, die von reduzierten Zeit- und Kosteneinsparungen bei Herstellungsprozessen profitieren werden.