Anwendung des Monats: Das 3D-gedruckte MPGE-Triebwerk katapultiert Italien in den Weltraum
Die Menschheit greift immer weiter nach den Sternen. Und durch den Einsatz des 3D-Drucks wird dies immer häufiger gelingen! Aufbauend auf früheren Projekten, bei denen die additive Fertigung für Raketentriebwerke eingesetzt wurde, haben wir nun eine weitere Fallstudie: Das italienische Unternehmen AVIO SpA hat die Tests seines MPGE (multi-purpose green engine) erfolgreich abgeschlossen. Das Triebwerk wurde im SLM-3D-Druckverfahren hergestellt.
Das Projekt wurde im Rahmen des PNRR-Programms der italienischen Regierung durchgeführt, das Teil einer Bewegung zur Stärkung des Wachstumspotentials des Landes ist. Genauer gesagt fällt es in den Bereich „Satellitentechnologien und Weltraumwirtschaft“ und ist Teil einer Unterinvestition in die Wirtschaft im Weltraum, mit der Italien seine Rolle im Wettlauf um den Weltraum stärken will. Insbesondere scheint MPGE Teil der Bemühungen zu sein, Italiens Kapazitäten im Bereich der Weltraumlogistik für die Überwachung der Weltraumumgebung (Space Situational Awareness) und das Management des Weltraumverkehrs (Space Traffic Management) auszubauen.
Ein konzeptionelles Bild des MPGE-Raketentriebwerks (Bild: AVIO SpA)
AVIO wurde im Rahmen eines Vertrags mit der italienischen Weltraumbehörde mit dem MPGE-Projekt betraut und arbeitete daran in Zusammenarbeit mit Sòphia High Tech. Die Rakete mit zwei Treibstofftanks absolvierte ihre ersten Zündungstests am 24. Februar 2025. Werfen wir einen Blick darauf, wie sie gebaut wurde und was das Besondere daran ist!
3D-Druck und traditionelle Fertigung für die Herstellung des MPGE
Wie bereits erwähnt, ist der erfolgreiche Test des MPGE-Triebwerks ein großer Schritt nach vorn für die italienische Raumfahrtindustrie. Insbesondere deshalb, weil das MPGE-Triebwerk „grüner“ sein soll als viele andere Raketentriebwerke. Und wie? Indem es sowohl Wasserstoffperoxid als auch Kerosin als Treibstoff verwendet. Die additive Fertigung spielte dabei eine wichtige Rolle.
Nach Angaben von Sòphia High Tech, das mit der Entwicklung der Brennkammer, des thermischen Kontrollsystems, der Düsenverlängerung und des Einspritzabschnitts beauftragt war, wurden für die Herstellung des MPGE sowohl 3D-Druck als auch CNC-Bearbeitung eingesetzt. Sòphia High Tech weist darauf hin, dass sein Team das Selective Laser Melting, das qualifiziert ist und die fortschrittlichen Standards der ECSS-Q-ST-70-80C-Normen der ESA erfüllen kann, sowie einen Werkstoff auf Nickelbasis verwendet. Obwohl der verwendete 3D-Drucker nicht ausdrücklich erwähnt wird, verwendet das Luft- und Raumfahrtunternehmen häufig den TruPrint 3000 von Trumpf. Es ist wahrscheinlich, dass dieser Drucker auch in diesem Fall verwendet wurde.
Neben der additiven Fertigung erforderte jedes mechanische Teil mehrere Phasen der Maßkontrolle und Validierung in verschiedenen Stadien. So waren beispielsweise eine Wärmebehandlung, eine Entpulverung und eine mechanische Endbearbeitung mittels CMC erforderlich. Sòphia Tech hat seine eigenen Produktionszyklen entwickelt, um die Einhaltung der engen mechanischen Toleranzen, sowohl in Bezug auf die Geometrie als auch auf die Abmessungen der Teile, zu gewährleisten.
In jedem Fall zeigt die erfolgreiche Erprobung des MPGE-Projekts deutlich die Vorteile der Kombination von additiver und traditioneller Fertigung zur Herstellung von Raketenteilen. Es unterstreicht auch die Stärke des italienischen Fertigungssektors, da das gesamte umweltfreundliche Triebwerk im eigenen Land hergestellt wurde. Ziel des MPGE-Projekts ist es, ein innovatives Antriebssystem zu entwickeln, das sowohl in Trägersystemen als auch in orbitalen und suborbitalen Raumfahrtanwendungen eingesetzt werden kann.
Bild: 3Dnatives
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*Titelbildnachweis: AVIO SpA
