Raumfahrt: Europäische Weltraumagentur ESA testet erste Weltraumantenne aus dem 3D-Drucker

 17. März 2016  Andreas Krämer  

Die Europäische Weltraumagentur ESA hat in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Unternehmen SWISSto12 erfolgreich den Prototypen eine Doppelreflektorantenne aus dem 3D-Drucker erfolgreich getestet. Die ESA-Forscher waren von den Ergebnissen der additiven Fertigung solcher Antennen positiv überrascht und planen nun weitere Forschungen und Entwicklungen in dem Bereich.

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Die Europäische Weltraumagentur ESA und das Schweizer Unternehmen SWISSto12 haben gemeinsam den ersten Prototypen einer Doppelreflektorantenne entwickelt und mit einem 3D-Drucker hergestellt, berichtet die ESA auf ihrer Website. Gedruckt wurde die Antenne mit einem weiterentwickelten Polymermaterial, bevor sie nach dem Druck eine Kupferbeschichtung erhielt, um Radiofrequenzen empfangen zu können. Sie verfügt über einen gewellten Hornstrahler und zwei Reflektoren.

Hergestellt wurde die Antenne per 3D-Drucker in einem ganzen Stück und sorgte den Ingenieuren zufolge für eine extrem hohe Genauigkeit. Die Messungen und die Simulationen würden sehr gut übereinstimmen, berichtet der Antennen-Testingenieur Luis Rolo in dem oben verlinkten Mitteilung der ESA.

Basierend auf einem 3D-Modell wurde eine Simulation durchgeführt und resultierte in einer deutlichen Erhöhung der Genauigkeit bei der Antenne. Wie er weiter berichtet, werde mit dem 3D-3D-Druck der Antenne Montageverlagerungen vermieten und typische Probleme einer langen in der Supply-Chain reduziert, was in der Summe aus Sicht der ESA-Experten hervorragende Ergebnisse ermögliche.

Weniger Gewicht, Kosten und Größe

Doppelreflektorantenne aus dem 3D-Drucker
Doppelreflektorantenne der ESA aus dem 3D-Drucker (Bild © ESA).

Der 3D-Druck führe SWISSto12 zufolge neben einer Steigerung der Genauigkeit zu einer Kostenreduktion, Gewichtsreduzierung, einer Erhöhung der RF-Design-Flexibilität und einer Verkleinerung der eigentlichen Komponente. Das Ziel der Schweizer Firma ist eine Reduzierung des Gewichts, der Kosten und der Größe in Bezug auch auf andere Weltraum-Antennen-Typen. Zugleich werden die Möglichkeiten ausgeweitet die Datenübertragungen während einer Weltraummission zu erhöhen. Bisher schaffte es die Firma neue Antennen-Designs zu entwickeln, die in zehn mal kleinere Größen resultierten als bestehende Antennen.

Der Einsatz der 3D-Drucktechnologie ermöglicht Firmenangaben zufolge Möglichkeiten für die Herstellung von HF-Strukturen, die bisher nicht realisierbar waren. Die Wellenleiter und Filterkomponenten wurden ebenfalls additiv hergestellt. Die Verwendung von Kunststoff als Druckmaterial dient der Gewichtsreduktion und Wärmedämmung. Eine anschließende Kupferbeschichtung gewährleistet EF-Leistungen nach dem heutigen Stand der Technik.

Aktuell handelt es sich bei der Antenne aus dem 3D-Drucker um einen Prototypen, doch in Tests der „Compact Antenna Test Range (CATR)“ der ESA konnte die „All-in-One-Deoppelreflektorantenne“ mit einer sehr zufriedenstellenden Leistung die ESA-Forscher überzeugen. Die nächsten Schritte umfassen eine Verfeinerung der 3D-gedruckten Antenne und den Entwurf komplexerer Geometrien, mit dem Ziel, höhere Frequenzen empfangen zu können.

Langfristiges Ziel der ESA und SWISSto12 sind weltraumtaugliche Hochfrequenzkomponenten aus dem 3D-Drucker, für die Beobachtung der Erde und für unterschiedliche wissenschaftliche Instrumente. In unserem Newsletter halten wir zum Thema „3D-Druck in der Raumfahrt“ weiter kostenlos auf dem Laufenden (zur Anmeldung..)

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