Linearmodule 3D-Druckverfahren für die Produktion im Weltall

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Um in Zukunft Strukturbauteile direkt im Weltraum herstellen zu können, entwickeln Studierende der Luft- und Raumfahrtechnik aus München ein kostengünstiges 3D-Druckverfahren, das auf photoreaktivem Harz und UV-Licht beruht. Für einen Test-Drucker setzten sie wartungsfreie, leichte drylin SAW-Linearachsen ein.

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Die wartungsfreien drylin SAW-Linearachsen sind das zentrale Element des 3D-Druckers. Sie sorgen mit einstellbaren Lagern für präzise Druckergebnisse. Unter Bedingungen der Schwerelosigkeit konnten kleine Fachwerkstrukturen gedruckt werden.
Die wartungsfreien drylin SAW-Linearachsen sind das zentrale Element des 3D-Druckers. Sie sorgen mit einstellbaren Lagern für präzise Druckergebnisse. Unter Bedingungen der Schwerelosigkeit konnten kleine Fachwerkstrukturen gedruckt werden.
(Bild: AIMIS-FYT)

Geräte in den Weltraum zu transportieren, ist noch recht ineffizient und teuer. Denn die Strukturteile sind in erster Linie dafür ausgelegt, den hohen Belastungen während der Startphase eines Raumfahrzeugs standzuhalten. Für die spätere Betriebsdauer sind diese Strukturen jedoch überdimensioniert. Aufgrund der hohen Kosten und des begrenzten Platzes auf einer Trägerrakete sind alternative Lösungen gefragt.

Das Münchener Studententeam AIMIS-FYT nahm sich der Problematik an und arbeitet im Rahmen seines Studienganges der Luft- und Raumfahrtechnik an einem 3D-Druckverfahren für die kostengünstige Fertigung im Weltraum. Dazu setzen die Studenten auf photoreaktives Harz und UV-Licht, was das Harz erhärtet. Für experimentelle Tests des Verfahrens in der Schwerelosigkeit musste ein 3D-Drucker konstruiert und gebaut werden. Auf der Suche nach der passenden Antriebstechnik wandten sich die Ingenieure an Igus und wurden mit den drylin SAW-Linearachsen fündig.

Der young engineers support von Igus

Projekte wie AMIS-FYT fördert igus im Rahmen des young engineers support. Mit der Hochschulinitiative möchte Igus Schüler, Studenten und Dozenten mit kostenlosen Mustern, Hochschulrabatten und Sponsoring sowie bei der Entwicklung innovativer Projekte unterstützen.

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Leichte Linearmodule als zentrale Antriebseinheit

Die Linearmodule kommen in den zwei z-Achsen sowie in der x-Achse des Druckers zum Einsatz und bilden damit die zentrale Antriebseinheit. Die Linearachsen überzeugen vor allem durch ihr geringes Gewicht, denn sie bestehen uns Aluminium und wartungsfreien Gleitelementen aus Hochleistungskunstoff. Zur Reduzierung des Spiels der schmiermittelfreien und schmutzunempfindlichen Polymer-Lineargleiter, griffen die angehenden Ingenieure auf einstellbare Lager zurück. Damit der Druckfaden auch rotiert werden kann, wurde eine kompakte robolink-D-Drehachse mit Schneckengetriebe in den Drucker eingebaut.

Erfolgreiche Testreihe unter realen Bedingungen

Um den Drucker und das Verfahren zu testen, bewarb sich das Team für das FlyYourThesis!-Programm der Europäischen Weltraumagentur (ESA). Die im November und Dezember 2020 stattgefundenen Parabelflüge boten ideale Bedingungen für einen Real-Test des Druckers. Dabei liefen die Linearachsen bei allen Experimenten ohne Probleme, sodass bei jeder Parabel ein kleiner Stab und kleine Fachwerkstrukturen gedruckt werden konnten.

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