Die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie (CASC) hat seinen ersten Test beim 3D-Druck in der Schwerelosigkeit durchgeführt. Eine Frachtrückführungskapsel kam mit zwei erfolgreich mit dem 3D-Drucker gedruckten Proben aus kontinuierlichen, kohlefaserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen zurück, berichten chinesische Medien.
Am 5. Mai 2020 startete eine Long March -5B-Trägerrakete mit einem „Weltraum-3D-Drucker“ und einem 3D-gedruckten CubeSat-Deployer in den Orbit, mit dem Ziel, erste 3D-Drucktests in der Schwerelosigkeit für die Chinesische Akademie für Weltraumtechnologie (CASC) durchzuführen. Ein chinesisches Nachrichtenmagazin hatte zuerst über die erfolgreichen Tests berichtet.
Details zum 3D-Drucktest
Wenige Minuten nach dem Start im Wenchang Space Launch Center trennte sich ein experimentelles, unbemanntes Raumfahrzeug von der 53,7 m langen Rakete und trat in die Umlaufbahn ein. Begleitet wurde es von einer Testversion einer Frachtrückführungskapsel, die den 3D-Drucker dabei hatte. Am Freitag kehrte die Kapsel mit dem 3D-Drucker und zwei 3D-gedruckten Proben zurück.
Bei Chinas erstem 3D-Drucktest im Orbit wurde mit kontinuierlichen kohlefaserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen gearbeitet. CASC zufolge sei es das erste Mal, dass dies jemand im Weltraum versucht habe. Bilder, die an CASC gesendet wurden, zeigten, dass um 1:58 am Donnerstag erfolgreich zwei Proben hergestellt wurden (siehe Video auf Twitter).
Verbundwerkstoffe mit Endloskohlefasern verstärken
Kohlefasern sind in der Luft– und Raumfahrt etabliert, da sie sehr zugfest sind und 3D-gedruckte Objekte mit einem geringeren Gewicht ermöglichen. Die Verstärkung von Verbundwerkstoffen mit Endloskohlefasern ist ein gut erforschtes Thema. Chinesische Forscher wollten mit dem Verlassen der Atmosphäre eine andere Grundlage für den 3D-Druck von kohlefaserverstärkten Filamenten schaffen. Mit den Proben kann der Materialbildungsprozess untersucht, und der Einfluss der Mikrogravitation auf die Materialien und die beteiligten Strukturmechanismen besser bestimmt werden.
Die Tests des 3D-Druckers sollen außerdem die automatisierte Steuerung des Druckprozesses durch die Forscher validieren. Frühere Mikrogravitations-3D-Druckexperimente auf Parabelflügen mit Flugzeugen erforderten das Aufheizen der Düse und die Fehlerbehebung. Bei diesem In-Orbit-Test endeten die geplanten Manöver ohne Aufsicht. Parabelflüge werden Studenten aus München auch im November 2020 erleben, wenn sie im Rahmen einer ESA-Kampagne den 3D-Druck in der Schwerelosigkeit testen können.
CubeSat-Deployer
Der teilweise aus Metall 3D-gedruckter CubeSat-Deployer verbindet einen Minisatelliten mit seiner Startrakete. Startvibrationen werden reduziert, Satelliten werden damit zur richtigen Zeit freigegeben und bestimmte Signale werden dabei weitergeleitet. Der Flugtest erlaubte es dem Hersteller Beijing CoSats Space Technology Co., seine strukturelle Integrität, Materialleistung und Kompatibilität mit der Weltraumumgebung zu testen. Der 3D-gedruckte Deployer ist außerdem halb so schwer wie ein traditionell hergestellter Deployer.
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