Ein vielversprechender europäischer 3D-Metall-Drucker ist auf dem Weg zur Internationalen Raumstation (ISS), um dort getestet zu werden. Die neue Hardware wird mit der bevorstehenden Cygnus NG-20-Versorgungsmission transportiert werden und nutzt rostfreien Stahldraht, der von einem leistungsstarken Laser erhitzt wird. Diese Entwicklung, die in Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Weltraumorganisation und Airbus stattfindet, stellt den ersten im Weltraum hergestellten Metall-3D-Drucker dar und wird in ‘Columbus’, einem europäischen Labor an Bord der ISS, eingesetzt. Für dieses Experiment werden zwei Drucker von Airbus verwendet. Ein Modell wurde auf der Erde hergestellt und wird als Ingenieursmodell bezeichnet, während das andere Modell, das auf der ISS verwendet wird, als “Flugmodell” bezeichnet wird. Um die Drucke im Weltraum zu testen, werden vorerst vier Proben hergestellt, die später zur Analyse zur Erde geschickt werden. Jedes Einzelteil wird etwa 40 Stunden dauern. Die Proben werden von der Europäischen Weltraumorganisation und der Dänischen Technischen Universität getestet. Dieser Drucker ermöglicht neue Kapazitäten für die Fertigung im All und eröffnet die Möglichkeit, tragende Strukturteile herzustellen, die widerstandsfähiger sind als vergleichbare Kunststoffteile. Astronauten können nun Werkzeuge wie Schraubenschlüssel oder Montagehalterungen direkt herstellen, die mehrere Teile miteinander verbinden können. Die Flexibilität und die schnelle Verfügbarkeit des 3D-Drucks werden die Autonomie der Astronauten erheblich verbessern.
Die Internationale Raumstation hat sich zu einer Plattform entwickelt, auf der unabhängige Systeme getestet und implementiert wurden, um weniger auf die Missionskontrolle auf der Erde angewiesen zu sein. Durch die additive Fertigung können NASA und ESA in Zusammenarbeit mit einigen Privatunternehmen vor Ort Datenverarbeitung und Fertigung betreiben. Mit den Vorteilen dieser additiven Fertigungstechnologie hätten zukünftige Missionen auf dem Mond oder sogar auf dem Mars die Möglichkeit, neue Teile zu entwerfen und herzustellen. Dies hätte bedeutende Auswirkungen, da Ingenieure während einer Mission alles, was sie benötigen, vor Ort drucken könnten, von Upgrades für Wohnräume bis hin zur Herstellung von Ersatzteilen. Das Drucken dieser Teile vor Ort ist effizienter als das Mitbringen von der Erde und reduziert die Logistik und potenziell mehrere Reisen.
Obwohl 3D-Drucker schon seit Jahren auf der ISS eingesetzt werden, werden durch die Verwendung von Metall wesentlich mehr Anwendungen und Zuverlässigkeit ermöglicht. Es gibt jedoch Herausforderungen beim Drucken von Metall im Weltraum, wie Sébastien Girault, Metall-3D-Drucker-Systemingenieur bei Airbus, erklärt. Um einen solchen Drucker auf der ISS zu realisieren, müsste dieser die Größe einer Waschmaschine haben und Teile mit einem Volumen von neun Zentimetern Höhe und fünf Zentimetern Breite drucken können. Sicherheit ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung, da für den Metall-3D-Druck eine Temperatur von 1200 Grad Celsius erforderlich ist, im Vergleich zu 200 Grad Celsius für den Kunststoff-3D-Druck. Die Kontrolle der Schwerkraft und die Vermeidung von Dämpfen und Kontamination sind weitere wichtige Aspekte. Daher wird im Gegensatz zu den hier entwickelten Metall-3D-Druckern die gesamte Einheit in einer sicher verschlossenen Metallbox sein.
Letztes Jahr hat die NASA ähnliche Experimente mit einer neuen Legierung namens GRX-810 durchgeführt, die bei hohen Temperaturen haltbar ist und sehr widerstandsfähig gegen Oxidation ist. Angesichts der zunehmenden Weltraumforschung durch alle Raumfahrtorganisationen und der Beteiligung kommerzieller Unternehmen wie HPE, Kioxia, SpaceX und Airbus ist die Bereitstellung solcher Lösungen vor Ort von entscheidender Bedeutung. Während die Implementierung dieses Druckers und die Experimente an Bord der ISS Ingenieuren ermöglichen, seine Entwicklung durch einen Trial-and-Error-Prozess zu verfeinern, könnten die gewonnenen Erkenntnisse letztendlich auch Vorteile für kommerzielle Anwendungen auf der Erde mit sich bringen.
Ein vielversprechender europäischer 3D-Metall-Drucker wird zur Internationalen Raumstation (ISS) transportiert, um dort getestet zu werden. Die Hardware nutzt rostfreien Stahldraht, der von einem leistungsstarken Laser erhitzt wird. Dieser 3D-Drucker wird in ‘Columbus’, einem europäischen Labor an Bord der ISS, eingesetzt, um neue Kapazitäten für die Fertigung im Weltraum zu ermöglichen. Astronauten können damit Werkzeuge und Strukturteile herstellen. Die Autonomie der Astronauten wird durch die Flexibilität und schnelle Verfügbarkeit des 3D-Drucks erheblich verbessert.
Die Internationale Raumstation ermöglicht es, unabhängige Systeme zu testen und zu implementieren, um weniger von der Missionskontrolle auf der Erde abhängig zu sein. Durch die additive Fertigung können NASA und ESA zusammen mit Privatunternehmen vor Ort Datenverarbeitung und Fertigung betreiben. Zukünftige Missionen könnten neue Teile vor Ort entwerfen und herstellen. Das Drucken vor Ort ist effizienter als das Mitbringen von der Erde und reduziert die Logistik.
Die Verwendung von Metall in 3D-Druckern auf der ISS ermöglicht mehr Anwendungen und Zuverlässigkeit. Es gibt jedoch Herausforderungen beim Drucken von Metall im Weltraum, wie Größe, Temperatur und Sicherheit. Letztes Jahr führte die NASA ähnliche Experimente mit einer neuen Legierung namens GRX-810 durch.
Die Implementierung dieses Druckers und die Experimente an Bord der ISS ermöglichen Ingenieuren, seine Entwicklung zu verfeinern und könnten auch Vorteile für kommerzielle Anwendungen auf der Erde bringen.
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