Der 3D-Druck spielt in der Raumfahrt wie auch in der Luftfahrt eine immer bedeutendere Rolle. Sowohl die Herstellung von Prototypen als auch die Fertigung von Bauteilen für Trägerraketen oder Komponenten für Transportfahrzeuge, Satelliten oder der Einsatz auf Raumstationen spielen eine zunehmend wichtigere Rolle für die Raumfahrtindustrie. Auf dieser Seite berichten wir zum gegenwärtigen Stand des Einsatzes der 3D-Drucker in der Raumfahrt sowie über die prognostizierte Entwicklung einer für viele Branchen immer wichtigeren Herstellungstechnologie.
Obwohl der 3D-Druck in der Raumfahrt noch nicht so stark präsent und fortgeschritten ist wie in anderen Branchen, hat die 3D-Drucktechnologie bereits zu einigen wichtigen Entwicklungen beigetragen. In Zukunft wird sich der 3D-Druck auch in dieser Branche bestimmt rasant weiter entwickeln, weil durch die Potenziale dieser Technologie könnte die Raumfahrtbranche durchaus profitieren.
Derzeit wird der 3D-Druck in der Raumfahrt vor allem für die Herstellung von Teilen der Brennkammer, Ventilen und Düsen des Triebwerks verwendet. Früher erforderte dies die mechanische Kompetenz einer Feinwerkstatt, aber jetzt können die einzelnen Teile einfach am Rechner entworfen und „über Nacht“ mit dem vor Ort verfügbaren 3D-Drucker gedruckt werden. Zu bedenken ist jedoch, dass die 3D-gedruckten Bauteile in der Raumfahrt nicht sofort einsatzfähig sind, denn ein großer Teil ihrer Verarbeitung folgt erst noch. Zuerst müssen die Teile von der Trägerplatte losgelöst werden und es folgt die Bearbeitung der Oberfläche sowie die Prüfung und Qualifizierung. Erst danach dürfen die Teile aus dem 3D-Drucker auch in der Raumfahrt eingesetzt werden. Alternativ besteht natürlich immer noch die Möglichkeit 3D-Drucker für das Prototyping einzusetzen. Dafür aber bedarf es keiner teuren Industrie-3D-Drucker.
Hochwertige Industrie-3D-Drucker kosten nicht selten über 1 Million Euro, arbeiten vergleichsweise langsam und lassen sich nur von Experten bedienen. Sie haben aber einen entscheidenden Vorteil für die Raumfahrtunternehmen und -Institutionen: Die 3D-gedruckten Teile sind leichter im Vergleich zu konventionell hergestellten Objekten, haben einen geringeren Materialverschleiß bei der Herstellung und stehen schneller zur Verfügung. Kurzum: Sie sind günstiger. Aluminium ist in den meisten Fällen ein bevorzugtes Material, da es die gleiche Stabilität wie andere Materialien bietet, aber wesentlich leichter ist. Aber auch der 3D-Druck mit Titan ist in der Raumfahrt sehr gefragt.
In der Raumfahrt sind bereits einige wichtige Entwicklungen zu verzeichnen, insbesondere wegen der immer öfteren Anwendung vom 3D-Druck. Bis jetzt zeigten mehrere – teils auch noch fiktive Konzepte – der NASA das große Potenzial der additiven Fertigungstechnologie, zum Beispiel mit einem 3D-gedruckten Biotop auf dem Mars oder dem Asteroiden Abbauprojekt mit 3D-Druck. Außerdem verspricht sich die NASA vom 3D-Druck besonders viel bei der Entwicklung von Raketen, was mit einer neuen Methode des Metall-3D-Drucks beschleunigt werden soll. Mit dem 3D-Druck und der Forschung der CAS könnten zukünftig die Raumstationen weiterentwickelt werden. In puncto Rakete sollte man unbedingt auch einen Blick auf das Unternehmen Rocket Lab werfen, welches im Jahr 2020 die Trägerrakete Ariane 6 wird mit Teilen aus dem 3D-Drucker ins All katapultieren möchte.
Wir berichten auf dieser Themenseite regelmäßig über Forschung, technologische Entwicklungen und den Einsatz der 3D-Drucker in der Raumfahrt. Über alle Neuigkeiten erfahren Sie in Zukunft am besten über unseren kostenlosen Newsletter zum 3D-Druck.
Das Unternehmen Oxford Performance Materials (OPM) gab gestern Details seiner weiteren Zusammenarbeit mit der Boeing Company bekannt. Der Flugzeughersteller betraut das Unternehmen mit der Herstellung 3D-gedruckter Strukturen für die Boeing CST-100 Starliner-Raumfahrzeuge.
Vor mehr als zwei Jahren wurden die ersten 3D-gedruckten Objekte für die Nutzung im Orbit hergestellt. Nun ist die russische Raumfahrtagentur Roscosmos („Роскосмос“) dazu übergegangen, auf der ISS mit dem 3D-Druck-Verfahren lebendes Gewebe erzeugen zu wollen und plant ein entsprechendes Experiment.
Während sich Unternehmen wie ESA und NASA kaum noch der Erkundung des Mondes widmen, übernehmen dies immer öfter private Unternehmen. Auch der 3D-Druck spielt hierbei eine entscheidende Rolle, wie ein Konzept von Audi und Part Time Scientists zeigt. Nun zeigt auch die Europäische Weltraumorganisation ESA Interesse an dem Konzept.
Forscher der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur haben gemeinsam mit Stratasys mit dem 3D-Druckverfahren eine flugfähige Drohne aus ULTEM 9085-FDM-Material hergestellt und erfolgreich getestet. Forscher und Vertreter der Industrie sprechen von einem „Durchbruch“.
Forscher der University of Birmingham aus Großbritannien haben einen 3D-Metalldrucker für die Anwendung in Schwerelosigkeit entwickelt. Der Metalldrucker soll bald auf der ISS getestet werden. Mit Blick in die Zukunft soll die Maschine Astronauten bei einer Mars-Mission dabei helfen, vor Ort selbst Metallteile fertigen zu können.
Einem Team von Forschern der Northwest Nazarene University in Idaho ist es gelungen, mit dem 3D-Druck-Verfahren einen Satelliten zu erschaffen, der voraussichtlich am 16. März 2017 an Bord einer NASA-Rakete in den Orbit starten und die Erde zehn Jahre umkreisen soll. Der Satellit trägt die Bezeichnung „MakerSat“ und wurde in zweieinhalbjähriger Entwicklungszeit erschaffen.
Astronauten auf der ISS können zukünftig für ihren 3D-Drucker auch Biokunststoff auf Basis von Zuckerrohr einsetzen. Möglich wurde dies aufgrund eine Unternehmenskooperation zwischen dem auf Biokunststoff spezialisiertem Unternehmen Braskem und dem Hersteller für Weltraum-3D-Drucker, Made in Space.
Forscher der Stanford University setzen 3D-Drucker für die Erdforschung ein. Die Forscher untersuchen die mikroskopischen Strukturen der Gesteine. Die 3D-Drucker helfen dabei die Strukturen physisch greifbar zu machen. Ziel dieses bisher weltweit einmaligen Forschungsverfahren ist es, das Verfahren in naher Zukunft auch zur Erforschung der Gesteine auf dem Mars einzusetzen.
Die NASA hat ein Investment von 750.000 US-Dollar für einen 3D-Drucker namens „Refabricator“ bekanntgegeben, der in Schwerelosigkeit auch Filament recyclen können soll. Der 2-in-1-Weltraum-3D-Drucker verfügt über ein integriertes Recycling-System und stelle damit ein geschlossenes System dar, vom 3D-Drucker bis zur Wiederverwendung der Filamente.
Die russische Raumfahrtbehörde „Roscosmos“ vermeldet die Erfolgreiche Übertragung von Daten des Nanosatelliten „Tomsk TPU-120“. Der Satellit wurde Ende März zur Internationel Raumstation ISS transportiert. Das Gehäuse des Satelliten stammt aus einem 3D-Drucker.
Im schwedischen Kiruna startet heute die Öko-Rakete „ZEpHyR“, die von über 30 Studenten der Universität Bremen entwickelt und mit einem 3D-Drucker gebaut wurde. Der Start der Rakete wird online via Livestream übertragen.
Die NASA hat eine neue Version seines 3D-Weltraumdruckers von „Made in Space“ zur ISS geschickt. Der überarbeitete 3D-Drucker, der Objekte in Schwerelosigkeit schichtweise aufbauen kann, druckt in einer höheren Geschwindigkeit und Auflösung als sein Vorgängermodell.
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.
Russische Wissenschaftler haben mit dem Tomsk TPU-120 einen Satelliten mit Hilfe von 3D-Druck geschaffen. Der Satellit soll den Wissenschaftlern dabei helfen, Daten zu sammeln für zukünftig Raumfahrtprojekte. Ende März soll der Satellit zur Raumstation ISS geschossen werden. Die russischen Forscher sprechen von einem „Durchbruch beim Einsatz von 3D-Druck für die Raumfahrt“.
Die NASA entwickelt zusammen mit Made in Space und anderen Unternehmen einen Fertigungsroboter mit drei Roboterarmen namen „Archinaut“, der sich autonom im Weltraum bewegen und auf orbitalen Strukturen befestigen kann. Der Roboter kann auf vielfältige Weise eingesetzt werden.
Was für uns normal ist, ist in der Schwerelosigkeit oftmals eine große Herausforderung. Wie zum Beispiel das Kaffee kochen und Kaffee trinken. In Kooperation zwischen ISS-Astronauten und der Portland State University wurde jetzt mit Hilfe von 3D-Druck eine „Zero-Gravity“-Espresso-Tasse entwickelt.
Was verbindet die NASA, 3D-Drucker und Kinder? Nichts? Falsch. Mit einem neuen Contest „The Star Trek™ Replicator Challenge“ will die NASA Ideen der Kinder sammeln, für den Einsatz der 3D-Drucker im Weltall. Idee und Konzept des NASA-Wettbewerbs kommen zur richtigen Zeit. Und sind genau der richtige Ansatz.
Unter dem Projektnamen „MELT“ plant die Europäische Weltraumagentur ESA einen 3D-Drucker für die Raumstation ISS zu entwickeln. Das Gerät soll die Astronauten bei der Fertigung von Halbleiterplatten unterstützen, für dessen Forschung die ESA 500.000 US-Dollar zur Verfügung gestellt hat.
Leben auf dem Mars – nur wo und wie? Im Rahmen eines Contests hat die NASA alle Designer, Architekten und Ingenieure weltweit dazu aufgerufen, Vorschläge für Wohnraum auf dem Mars einzureichen. Besonders erfolgreich war das Konzept von RedWorks mit einem Gebäude aus dem 3D-Drucker. Das Unternehmen plant jetzt, noch in diesem Jahr einen Prototypen zu fertigen und sein Wohnkonzept zu testen.
Das Technoligieunternehmen Heraeus aus dem hessischen Hanau präsentierte auf der Weltraumwoche der Vereinten Nationen eine Steuerdüse für einen Satelliten, die mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie gefertigt wurde.