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3D-Druck in der Schwerelosigkeit ebnet den Weg für Weltraumfabriken

Am 15. Januar 2025 von Astrid Z. veröffentlicht

Der 3D-Druck in der Raumfahrt hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Initiativen wie die der NASA, die den Einsatz der additiven Fertigung im Weltraum erforscht, oder der ESA, die den 3D-Metalldruck auf der Internationalen Raumstation getestet hat, markieren große Fortschritte. Aktuell haben Forscher an der Universität Glasgow in Schottland ein System entwickelt, das die Probleme des 3D-Drucks in der Schwerelosigkeit lösen kann. Dieser Fortschritt ebnet den Weg für Fabriken im Orbit, die Technologien je nach Bedarf direkt im Weltraum anwenden können.

Seit mehreren Jahren entwickelt Dr. Gilles Bailet von der Universität Glasgow den Prototyp eines 3D-Druckers, der speziell für den Betrieb im Weltraum konzipiert wurde. Vor kurzem wurde seine Technologie bei mehreren Versuchsflügen an Bord eines Forschungsflugzeugs mit dem Spitznamen „vomit comet“ intensiven Tests unterzogen. Doch wie funktioniert diese Technologie und was ist ihr Ziel? Werfen wir einen Blick darauf!

Bild: Media India Group

3D-Druck im Weltraum: Auf dem Weg zur bedarfsgerechten Fertigung in der Mikrogravitation?

Laut Dr. Bailet könnte ein erfolgreicher 3D-Druck in Umgebungen mit geringer Schwerkraft die Entwicklung von Weltraumfabriken ermöglichen, die in der Lage sind, komplexe Geräte direkt im Weltraum herzustellen. Zu diesen Technologien könnten Solarreflektoren, fortschrittliche Kommunikationsantennen oder Anlagen für die Herstellung effizienterer Medikamente gehören. Anstatt herkömmliche Filamente zu verwenden, entwarf das Team ein speziell für den Weltraum geeignetes granulares Material, das auch in der Mikrogravitation eine schnelle Entnahme und Zuführung zur Düse des Druckers ermöglicht.

Dr. Bailet erklärt: „Derzeit wird alles, was in die Erdumlaufbahn geht, auf der Oberfläche gebaut und mit Raketen in den Weltraum geschossen. Diese Raketen haben nur eine sehr begrenzte Masse und ein sehr begrenztes Volumen und können beim Start in Stücke zerbrechen, wenn die mechanischen Spannungen gebrochen werden, und so eine teure Fracht zerstören. Wenn wir stattdessen Hersteller im Weltraum platzieren könnten, um Strukturen nach Bedarf zu bauen, wären wir von diesen Nutzlastbeschränkungen befreit. Das könnte den Weg für viel ehrgeizigere, weniger ressourcenintensive Projekte ebnen, mit Systemen, die wirklich für ihre Mission optimiert sind.“

 

Dr. Bailet erklärt, dass man mithilfe des 3D-Drucks schnell und kostengünstig komplexe Materialien herstellen kann, was im Weltraum sehr nützlich wäre, um das herzustellen, was man für die Montage in der Umlaufbahn benötigt. Er weist jedoch darauf hin, dass das, was auf der Erde funktioniert, im Vakuum des Weltraums möglicherweise weniger zuverlässig ist, und dass 3D-Druck außerhalb der Druckbereiche der Internationalen Raumstation noch nie durchgeführt wurde. Tatsächlich haben die Filamente herkömmlicher Drucker in der Mikrogravitation und im Vakuum oft Probleme, was ihre Verwendung schwierig macht. Durch seine Forschung hat Dr. Bailet eine Technologie entwickelt, die uns dieser Möglichkeit näher bringt, mit potentiellen Vorteilen für den gesamten Planeten in den kommenden Jahren.

Im November letzten Jahres bewies der Prototyp während der 85. Parabelflugkampagne der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Bordeaux, Frankreich, seine Leistungsfähigkeit in der Mikrogravitation. Das Team absolvierte drei Flüge, bei denen über 90 kurze, achterbahnähnliche Phasen der Schwerelosigkeit durchlaufen wurden. In jeder 22 Sekunden langen Phase wurde die Funktion des Prototyps getestet und bestätigt, dass er in der Mikrogravitation korrekt arbeitet.

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*Titelbildnachweis: University of Glasgow

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