Foto: Hochschule Muenchen

Forschung

Komponentenproduktion durch 3D-Druck im All

Ein studentisches Team der Hochschule München testet bei einem Parabelflug die Komponenetenproduktion durch 3D-Druck unter Realbedingungen.

3D-Druck 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 Fly-Your-Thesis!-Programms der Europäischen Weltraumagentur (ESA) an einem Fertigungsverfahren für das All. Bei einem Parabelflug testeten sie ihr Verfahren unter Realbedingungen.

Fertigung von Satelliten- oder Antennenbauteilen direkt im All

Das studentische Team AIMIS-FYT testet seine Verfahren im Parabelflug (Foto: Torben Schäfer) München, 6. November 2020 – 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 im All mit photoreaktivem Harz

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.

Video: Hochschule München 

3D-Druck-Verfahren in Schwerelosigkeit testen

Mit der Auswahl für das Fly-Your-Thesis!-Programm ging AIMIS in die Testphase: Bei drei Parabelflügen mit jeweils 30 Parabeln erprobte das Team ihr Verfahren unter Einfluss der Schwerelosigkeit. Für jeweils 22 s sollten vier grundlegende 3D-Druckoperationen vom AIMIS-FYT-Team durchgeführt werden. AIMIS-FYT besteht aus den Studierenden Michael Kringer, Torben Schäfer, Christoph Böhrer, Moritz Frey, Fabian Schill, Julius Frick, Manuel Kullmann und Maximilian Strasser. Betreuer ist Prof. Dr. Markus Pietras, Leiter des Masterstudiengangs Luft- und Raumfahrttechnik an der Fakultät Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik.