Ein 3D-Druck-System, an dem der 3D-Drucker-Hersteller AddUp aus Frankreich mitgearbeitet hat, wird in den Orbit gebracht, um an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) getestet zu werden. AddUp ist Teil des „Metal3D“-Projekts der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und hat die interne Struktur und Mechanismen einer Maschine entwickelt und gebaut, die für den 3D-Druck von Metallteilen im Weltraum benötigt werden. Die Maschine verarbeitet an seinem Rahmen befestigtes Drahtmaterial (W-DED-3D-Druckverfahren), wodurch es auch unter Mikrogravitationsbedingungen eingesetzt werden kann.
Metal3D-Projekt von der ESA
Die ESA hat das Metal3D-Projekt gestartet, um das weltweit erste System zu schaffen, das 3D-Druck mit Legierungen im Orbit durchführen kann. Es wird mit verschiedenen Partnern zusammenarbeiten, um die Auswirkungen der Mikrogravitation auf die Eigenschaften der hergestellten Teile zu identifizieren. Einer der identischen Demonstratoren, die von der ESA in Auftrag gegeben wurden, wird in Toulouse neben Airbus gebaut und betrieben und der andere zum Columbus-Modul der ISS gebracht.
Das System wird sowohl auf der Erde als auch unter Mikrogravitation funktionieren, um eine genaue Bewertung der Orbitalbedingungen auf gedruckten Metallkomponenten zu ermöglichen. AddUp hat interne Komponenten der Einheit entwickelt und auch die speicherprogrammierbare Steuerung und die Schnittstelle, die die Kommunikation ermöglicht.
Alexandre Piaget, F&E-Ingenieur von AddUp, erklärt:
„AddUp spielt eine wichtige Rolle bei der Umsetzung dieser Mission, aber seine Beteiligung an dem Projekt reicht bis in die Vorprojektphase zurück, in der die Machbarkeit des Projekts nachgewiesen werden musste. In der endgültigen Version der Maschine wird AddUp für die beweglichen Achsen, die Strukturteile und die Software der Maschine verantwortlich sein.“
3D-Druck im Weltraum
Die Verwendung eines Draht-Laser-Kombinationsverfahrens (W-DED) soll verhindern, das zum Beispiel feines Pulver entstehen, das aus dem Baubereich schwebt. Die Legierungen sind an Ort und Stelle fixiert, bevor sie auf einem Tisch, der entlang 3 Linearachsen und 1 Drehachse bewegt wird, per Laser miteinander verschmolzen werden.
Der 3D-Drucker wird unter einer Stickstoffatmosphäre betrieben werden, um die Oxidation von Materialien zu begrenzen und das Verbrennungsrisiko zu verringern. Das System ist mit einer Filterung und Kühlfunktion ausgestattet, um den Verbrauch zu begrenzen, da Stickstoff auf der ISS knapp ist und so so viel Gas wie möglich recycelt wird. Die Maschine wird AddUp zufolge nicht vor Februar 2023 in den Orbit geschossen.
Metall-3D-Druck auf der ISS (Video)
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