Mitte Januar 2023 gab die Europäische Weltraumorganisation (ESA) laut einer Pressemitteilung bekannt, dass die 3D-gedruckten Objelte, die von Orion Additive Manufacturing für den Rover Rashid hergestellt wurden, die ersten 3D-Druck-Teile auf dem Mond sein werden. Auf den Rädern des Rovers werden Proben für das Experiment „Materialadhäsion und Abrieberkennung“ der Emirates Lunar Mission montiert, das die Beständigkeit verschiedener Materialien gegenüber der rauen Mondumgebung testet. Die Mission startete am 11. Dezember 2022 und wird voraussichtlich im April 2023 den ersten Kontakt mit der Mondoberfläche aufnehmen.
Experiment „Materialadhäsion und Abrieberkennung“
Die 3D-gedruckten Proben sind aus leitfähigem Verbundmaterial mit Kohlenstoffnanoröhren und Graphen entstanden, das die ESA für den Einsatz im Weltraum hergestellt hat. Der ESA-Materialingenieur Dr. Ugo Lafont wählte ein 3D-gedrucktes Muster aus PEEK-Thermoplast als Matrix aus. PEEK ist robust und kann unter bestimmten Umständen auch Metall ersetzen. Es eignet sich sehr gut für den Einsatz in einer Weltraumumgebung. Das Material ist schwer zu drucken und führt in der Regel zu viel schwächeren mechanischen Eigenschaften als Spritzgussteile. Mit dem proprietären 3D-Druckverfahren von Orion AM gelingen bessere mechanische Eigenschaften als Spritzguss.
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Das Projekt an dem Orion AM mit der European Space Research and Technology Centre (ESTEC) der ESA im Jahr 2021 gestartet hat, bringt nun die ersten 3D-gedruckten Teile zur Landung auf den Mond. Proben, die mit leitfähigem PEEK von ESA für interne Tests bei ESA-ESTEC gedruckt wurden, führten zu mechanischen Eigenschaften, die bis zu 87 % höher waren als zuvor mit einer nicht-PEEK-optimierten 3D-Drucktechnologie.
Studien zur Arbeit mit PEEK-Materialien
Das Forschungsteam von Orion AM hat in mehreren Studien nachgewiesen, dass seine Technologie nahezu isotrop drucken und die Spritzgussfestigkeit mehrerer PEEK-Materialien übertreffen kann. Bei den Studien arbeitete Orion AM mit mehreren der größten PEEK-Materialhersteller zusammen, um unabhängige Tests an den von 3D-Drucker-Herstellern bereitgestellten Proben durchzuführen.
Das Solvay Printer Evaluation Program (S-PEP) erklärte, dass laut den Studien das A150 AM-System von Orion die beste Option für mehrere Materialien von Solvay sei. Eine weitere Studie mit den PEEK-Materialien von Evonik zeigte, dass das Verfahren von Orion AM durchwegs bessere mechanische Eigenschaften als beim Spritzgießen erzielte.
Adam Rumjahn, der Geschäftsführer von Orion Additive Manufacturing, sagte:
„Diese einzigartigen und speziellen Materialien, die eine Herausforderung für den 3D-Druck darstellen und gleichzeitig ihre hervorragenden Materialeigenschaften beibehalten, sind genau der Grund, warum wir unser additives Fertigungssystem A150 entwickelt haben. Unser System ermöglicht es, diese Materialien problemlos zu Endverbraucher- und weltraumtauglichen Komponenten zu verarbeiten und unabhängig von der Belastungsrichtung oder Umgebung ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Wir sind sehr dankbar, von der ESA ausgewählt worden zu sein, um zu diesem Projekt beizutragen. Wir haben diese Technologie in den letzten 5 Jahren entwickelt und sind stolz darauf, diese Errungenschaft bekannt zu geben – es ist wirklich ein wahr gewordener Traum, 3D-gedruckte Teile von Orion AM auf dem Mond zu haben!“
