Die additive Fertigung könnte die Zukunft der Raumfahrt entscheidend prägen, da sind sich nahezu alle Experten einig. Ein Team von Studenten und Dozenten der West Virginia University hat jüngst untersucht, wie der 3D-Druck in einem schwerelosen Umfeld, wie es im All vorkommt, funktioniert. Ziel der Forschung ist es, langfristige Expeditionen und die Besiedlung von Raumschiffen, dem Mond oder dem Mars zu unterstützen.
Wie 3D-Drucker in der Schwerelosigkeit arbeiten
Das Team konzentrierte sich vor allem darauf, wie die Schwerelosigkeit den 3D-Druck mit Titania-Schaum beeinflusst, einem Material mit einer breiten Palette potenzieller Anwendungen, von UV-Blockierung bis hin zur Wasserreinigung.
Jacob Cordonier, Hauptautor der Studie, erklärte laut einem Artikel auf phys.org:
„Ein Raumschiff kann nicht unendlich viele Ressourcen mitnehmen, daher müssen Sie pflegen und recyceln, was Sie haben, und der 3D-Druck ermöglicht dies.“ Er fügte hinzu: „Unsere Studie untersuchte, ob ein 3D-gedruckter Titandioxid-Schaum vor ultravioletter Strahlung im Weltraum schützen und Wasser reinigen könnte.“
Erkenntnisse für die Raumfahrt
Die Forschungsergebnisse, die in ACS Applied Materials and Interfaces veröffentlicht wurden, zeigen die Bedeutung der Gravitation bei der Ausgabe des Schaums aus der Düse des 3D-Druckers und wie er sich auf einem Substrat verteilt. Unterschiede im Filament wurden sowohl unter Erdanziehung als auch in Schwerelosigkeit festgestellt.
Ein weiteres spannendes Ergebnis war die Entdeckung, dass der Mond Mineralien enthält, die dem Titandioxid sehr ähnlich sind, das zur Herstellung des Schaums verwendet wird. Dies könnte bedeuten, dass zukünftige Missionen Ressourcen direkt vom Mond abbauen und für den 3D-Druck nutzen könnten, anstatt Ausrüstung von der Erde zu transportieren.
Die Forschungen haben auch gezeigt, dass der Titania-Schaum sehr effektiv UV-Strahlen blockiert, was im Weltraum von großer Bedeutung ist. „Selbst bei nur 200 Mikron Dicke ist unser Material effektiv darin, UV-Strahlung zu blockieren“, betonte Cordonier.
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