Sintratec unterstützt Studenten beim 3D-Druck der ersten Überschallrakete der Schweiz
Mit dem Ziel den Spaceport America Cup (SPAC) zu gewinnen, begannen Studenten von ARIS (akademische Raumfahrt Initiative Schweiz) mit der Entwicklung einer Überschallrakete durch 3D-Druck. ARIS setzt sich für mehr Aerospace-Themen an Schweizer Universitäten/Hochschulen ein und besteht aus mehr als 120 Studenten aus unterschiedlichen Fachrichtungen. Durch ARIS wird den Studenten die Möglichkeit geboten, Raketen zu entwickeln, herzustellen und zu testen. Bei diesem Projekt, was unter dem Namen “Euler” lief, wirkten rund 37 Studenten von sechs unterschiedlichen Unis aus zehn verschiedenen Studiengebieten mit. Die Leitung hat der Physikstudent Michael Kirschbaum übernommen. Er hat ein klares Ziel vor Augen: „Ziel des Projekts ist es, Aris’ erste Überschallrakete zu entwickeln und diese auf eine Höhe von fast 10.000 Meter zu fliegen.“
3D-Druck der Überschallrakete
Wie man sich vielleicht denken kann, stehen einem Studentenprojekt nur begrenzt finanzielle Mittel und Zugang zu industriellen Fertigungstechnologien zur Verfügung. Daher griff das Team auf die hauseigenen FDM-Drucker zurück. Diese erlaubten es dem Team kosteneffizient Prototypen und sogar Endanwendungsteile für das Innere der Rakete zu entwickeln, da die Materialanforderungen dort relativ gering sind. Kirschbaum ist begeistert von der durch den 3D-Druck gewonnen Flexibilität: „Der 3D-Druck erlaubt es uns, bei der Entwicklung von Ideen äußerst kreativ zu sein und neue Funktionen schnell zu integrieren.“
Die mitwirkenden Studierenden am EULER Projekt | Bildnachweis: ARIS
Die Außenkompenten der Überschallrakete erforderten aerodynamische Optimierungen, welche der FDM 3D-Druck nicht erfüllen konnte. Aus diesem Grund suchten sich die Studenten Sponsoren im Bereich des selektiven Lasersinterns. Einer der Sponsoren war Sintratec. Der Schweizer 3D-Druckerhersteller druckte die benötigten Teile kostenfrei auf seinem SLS-Drucker Sintratec S2 für das Team. Diese Teile waren unter anderem die Launch Lags, für die als Material ein stabiles Nylon verwendet wurde. Die Fertigung der Launch Lags ist von großer Bedeutung wie Kirschbaum erklärt: “Dies ist ein ganz entscheidender Teil für den Flug der Rakete – wenn die Launch Lug in den ersten Augenblicken nicht hält, kann die Rakete nicht sicher von der Abschussschiene starten.“
Nach über 9 Monaten der Entwicklung, der Herstellung und des Rumprobierens absolvierte die Ultraschallrakete ihren ersten Flug. Das Fazit nach diesem lautet, dass die mit 3D-Druck hergestellten Teile den Belastungen standhalten konnten. Mit diesem Projekt wurde wieder einmal das Potenzial der additiven Fertigung, insbesondere des SLS-Drucks, für die Raumfahrt gezeigt, wie Kirschbaum bestätigt: „Die Sintratec Technologie ermöglicht eine hohe Flexibilität in der Herstellung bei gleichzeitig geringem Gewicht – beides Vorteile, welche für den Aerospace-Bereich wichtig sind. Ich kann mir viele Anwendungen vorstellen, wo solche Teile bei der Herstellung von Raketen oder Raketentriebwerken zum Zuge kommen könnten.“
Aufgrund der Pandemie konnte der SPAC in New Mexico nicht wie geplant stattfinden, aber davon lässt sich das Team nicht entmutigen. Sie haben bereits große Pläne für die Zukunft: „Bis 2029 erhoffen wir uns zudem als erstes Studententeam etwas in die Umlaufbahn – Rakete, Satellit, Rover… – der Erde zu schicken!“ Wir sind jedenfalls gespannt, was das Team noch auf die Beine stellt.
Die 3D-gedruckten Launch Lags von Sintratec | Bildnachweis: ARIS
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