Metal 3D Printing Revolutionizes Space Manufacturing

Ein bahnbrechendes Ereignis in der Weltraumindustrie: Dank eines eigens von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) entwickelten Metall-3D-Druckers hat der Metalldruck Einzug ins All gehalten. Im Gegensatz zu den auf der Internationalen Raumstation (ISS) verwendeten Polymer-3D-Druckern, die Kunststoffe verarbeiten, handelt es sich hierbei um das “wahre Geschäft” – Metall, das mit einem Laser geschmolzen wird.

Der Metalldrucker der ESA wurde mit der Cygnus NG-20 Nachschubmission zur ISS geschickt und könnte sowohl für die ISS selbst als auch für die Raumfahrt im Allgemeinen bahnbrechende Auswirkungen haben. Durch die Möglichkeit, Metall im Weltraum zu 3D-drucken, könnten Ersatzteile oder sogar komplett neue Teile effektiv im Orbit hergestellt werden, ohne auf Raketen und Nachschubmissionen angewiesen zu sein.

Der 3D-Metalldruck unterscheidet sich stark vom Druck mit Kunststoffen. Bei diesem speziellen Drucker wird der rostfreie Stahldraht auf eine Schmelztemperatur von 1.400 Grad Celsius erhitzt – im Vergleich zu 200 Grad Celsius für Kunststoffdraht. “Der 3D-Metalldruck stellt eine größere technische Herausforderung dar, er erfordert viel höhere Temperaturen und das Metall wird mittels eines Lasers geschmolzen”, erklärt Rob Postema, technischer Beamter der ESA. “Dabei muss die Sicherheit der Besatzung und der Raumstation selbst gewährleistet sein, während die Wartungsmöglichkeiten sehr begrenzt sind. Erfolgreich angewendet würde die Festigkeit, Leitfähigkeit und Stabilität von Metall das Potenzial des 3D-Drucks im Weltraum auf eine neue Stufe heben.”

Der Drucker wird in einer komplett verschlossenen Kammer betrieben, um zu verhindern, dass überschüssige Hitze oder Dämpfe die ISS-Besatzung erreichen. Sobald der Drucker aktiviert ist, wird das interne Sauerstoffniveau in den Weltraum abgelassen und durch Stickstoff ersetzt, da heißer rostfreier Stahl sich unter dem Einfluss von Sauerstoff oxidieren würde. Zur Überprüfung der Fähigkeiten des Druckers soll er zunächst “vier interessante Formen” herstellen, was zwei bis vier Wochen in Anspruch nehmen wird. Die lange Dauer resultiert aus den Lärmschutzbestimmungen auf der ISS, da der Drucker als “relativ laut” beschrieben wird. Die ersten Drucke werden verpackt und zur Analyse auf die Erde zurückgeschickt.

“Diese Technologiedemonstration, bei der die Verarbeitung von metallischen Materialien in der Schwerelosigkeit gezeigt wird, ebnet den Weg für zukünftige Projekte zur Herstellung von Infrastrukturen jenseits der Grenzen der Erde”, erklärt Thomas Rohr von der ESA-Abteilung Materialien und Prozesse. “Es ist ein Innovationssprung in der Raumfahrt”, fügt Patrick Crescence, Projektmanager bei Airbus, hinzu. “Er ebnet den Weg für die Herstellung komplexerer metallischer Strukturen im Weltraum. Das ist eine Schlüsselkomponente für die Erforschung des Mondes und des Mars.”

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zum Metall-3D-Druck im Weltraum:

1. Was ist das bahnbrechende Ereignis in der Weltraumindustrie?

Ein eigens von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) entwickelter Metall-3D-Drucker ermöglicht den Metall-3D-Druck im All.

2. Wie unterscheidet sich der Metall-3D-Druck von Polymer-3D-Druckern?

Im Gegensatz zu Polymer-3D-Druckern, die Kunststoffe verarbeiten, handelt es sich beim Metall-3D-Druck um das Schmelzen von Metall durch einen Laser.

3. Welche Auswirkungen könnte der Metall-3D-Druck im Weltraum haben?

Der Metall-3D-Druck im Weltraum ermöglicht die Herstellung von Ersatzteilen oder sogar komplett neuen Teilen im Orbit, ohne auf Raketen und Nachschubmissionen angewiesen zu sein.

4. Wie unterscheidet sich der 3D-Metalldruck von 3D-Druck mit Kunststoffen?

Beim 3D-Metalldruck wird der rostfreie Stahldraht auf eine Schmelztemperatur von 1.400 Grad Celsius erhitzt, im Vergleich zu 200 Grad Celsius für Kunststoffdraht.

5. Welche Sicherheitsvorkehrungen wurden für den Metall-3D-Druck auf der ISS getroffen?

Der Drucker wird in einer verschlossenen Kammer betrieben, um zu verhindern, dass überschüssige Hitze oder Dämpfe die ISS-Besatzung erreichen. Das interne Sauerstoffniveau wird abgelassen und durch Stickstoff ersetzt, um Oxidation zu verhindern.

6. Wie lange wird es dauern, bis die ersten Drucke vom Metall-3D-Drucker erstellt werden?

Der Drucker wird zunächst “vier interessante Formen” herstellen, was zwei bis vier Wochen in Anspruch nehmen wird. Die ersten Drucke werden zur Analyse auf die Erde zurückgeschickt.

Weitere Informationen zum Thema:

ESA Webseite
Airbus Webseite