NASA setzt 3D-gedruckte Feder im Orbit ein
Am 3. Februar dieses Jahres, als der Satellit Mercury One die Erde umkreiste, gab ein kleines Gehäuse mit einer einfachen, aber bahnbrechenden Bewegung eine Titanfeder frei. Dabei handelte es sich um den JPL Additive Compliant Canister (JACC), ein Technologietest des Jet Propulsion Laboratory der NASA im Bereich der additiven Fertigung.
Der JACC ist ein neues kompaktes Federsystem, das künftig Antennen von Orbitern präzise ausfahren soll, d. h. von Raumfahrzeugen, die in die Umlaufbahn eines Planeten oder Mondes gebracht werden, um sie aus dem Weltraum zu untersuchen. Die NASA entschied sich, die additive Fertigung unter realen Bedingungen zu testen, und die Ergebnisse sprechen für sich.
Entfaltung des JACC über dem Pazifischen Ozean. Bildnachweis: Proteus Space / JPL
Das System ist ein hervorragendes Beispiel für Design for Additive Manufacturing (DfAM). Es kommt mit dreimal weniger Bauteilen aus als vergleichbare Konstruktionen und vereint in einer einzigen Komponente ein Scharnier, eine Platte, eine Druckfeder sowie zwei Torsionsfedern. Die Feder ist direkt von Kommunikationsantennen inspiriert, wie sie häufig auf Satelliten eingesetzt werden.
Hauptmerkmale des Bauteils
- Verwendetes Material: Titan
- Gewicht: 498 Gramm
- Größe des Gesamtsystems: ca. 10 cm pro Seite
- Ausfahrbereich: 3 cm (komprimiert) bis 15 cm (vollständige Ausfahrhöhe)
- Entwicklungszeit: weniger als ein Jahr
Der JACC wurde vollständig aus Titan gedruckt. Dabei machte man sich das hohe Festigkeits-Gewichts-Verhältnis dieses Metalls sowie seine guten elastischen Eigenschaften zunutze. In einer Mitteilung erklärte das JPL: „Der Erfolg des JACC zeigt, dass 3D-gedruckte Mechanismen schneller, kostengünstiger und weniger komplex hergestellt werden können als traditionell gefertigte Raumfahrtausrüstung.“
Der JACC reiste nicht allein. Er ist Teil des Experiments PANDORASBox, zu dem auch die ausfahrbare Antenne SUM gehört. Besonders bemerkenswert für die Branche ist die kurze Umsetzungszeit: Beide Systeme wurden in weniger als einem Jahr bei begrenztem Budget entwickelt, gefertigt, getestet und für den Einsatz im All vorbereitet. Die Pressemitteilung des Jet Propulsion Laboratory können Sie hier lesen.
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*Titelbild: Proteus Space / Jet Propulsion Laboratory.
