{"id":59592,"date":"2024-11-13T15:00:02","date_gmt":"2024-11-13T14:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=59592"},"modified":"2024-11-13T14:06:24","modified_gmt":"2024-11-13T13:06:24","slug":"nasa-untersucht-laserstrahlschweissen-fuer-die-fertigung-im-weltraum-131120241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/nasa-untersucht-laserstrahlschweissen-fuer-die-fertigung-im-weltraum-131120241\/","title":{"rendered":"NASA untersucht Laserstrahlschwei\u00dfen f\u00fcr die Fertigung im Weltraum"},"content":{"rendered":"

Die NASA<\/a> erforscht seit Ende der 1990er Jahre die M\u00f6glichkeiten der additiven Fertigung<\/a>. Anfangs war es der 3D-Druck mit Kunststoffen und Anfang der 2000er Jahre begann man damit, Metall f\u00fcr Prototypen zu verwenden. In den 2010er Jahren testet die NASA dann Raketentriebwerke mittels 3D-Druck. Derzeit wird die Machbarkeit des Laserstrahlschwei\u00dfens getestet, eine Technologie die additive Fertigung auch im All erm\u00f6glicht.<\/p>\n

Die NASA hat schon einmal Schwei\u00dfen im All durchgef\u00fchrt, aber nicht erst seit der SkylabMission 1973. Mit der steigenden Nachfrage nach Raumfahrtfertigung<\/a> wendet sich die NASA wieder dem Schwei\u00dfen im All zu, diesmal jedoch mit Laserstrahlschwei\u00dfen. Konkret wollen das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, und die Ohio State University in Columbus die Herstellung im Weltraum mit einem Laserstrahlschwei\u00dfen simulieren. Die Initiative wird teilweise von Marhsall finanziert und erstreckt sich \u00fcber zwei Jahre, an der Studenten und Professoren aus Ohio und Ingenieure aus den NASA-Zentren beteiligt sind.<\/p>\n

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Wissenschaftler<\/span>\u00a0und<\/span>\u00a0Ingenieure<\/span>\u00a0des<\/span>\u00a0Marshall<\/span>\u00a0Space<\/span>\u00a0Flight<\/span>\u00a0Center<\/span>\u00a0der<\/span>\u00a0NASA<\/span>,\u00a0die<\/span>\u00a0sich<\/span>\u00a0im<\/span>\u00a0August<\/span>\u00a0an<\/span>\u00a0der<\/span>\u00a0Laserstrahlschwei\u00dfs<\/span>tudie<\/span>\u00a0beteiligten<\/span>,\u00a0stehen<\/span>\u00a0vor<\/span>\u00a0dem<\/span>\u00a0Parabolflugzeug<\/span>,\u00a0das<\/span>\u00a0f\u00fcr<\/span>\u00a0Tests<\/span>\u00a0genutzt<\/span>\u00a0wird<\/span>.\u00a0Von<\/span>\u00a0links<\/span>:\u00a0Will<\/span>\u00a0Evans<\/span>,\u00a0Louise<\/span>\u00a0Littles<\/span>,\u00a0Emma<\/span>\u00a0Jaynes<\/span>,\u00a0Andrew<\/span>\u00a0O’Connor<\/span>\u00a0und<\/span>\u00a0Jeffrey<\/span>\u00a0Sowards<\/span>.\u00a0Nicht<\/span>\u00a0im<\/span>\u00a0Bild<\/span>:\u00a0Zachary<\/span>\u00a0Courtright.<\/span>(Bild<\/span>:\u00a0NASA<\/span>,\u00a0Casey<\/span>\u00a0Coughlin<\/span>)<\/p><\/div>\n

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Laserstrahlschwei\u00dfen ist eine Art der gerichteten Energieabscheidung<\/a>, die oft f\u00fcr Reparaturen oder die Herstellung von Bauteilen von Grund auf genutzt wird. Bei diesem Verfahren wird ein Laser verwendet, um Schmelzmaterial, typischerweise Metall, w\u00e4hrend der Abscheidung aus einer D\u00fcse zu schmelzen. In der Raumfahrt k\u00f6nnen das Laserstrahlschwei\u00dfen und andere verwandte Verfahren f\u00fcr Reparaturen genutzt werden, k\u00f6nnten jedoch auch Strukturen herstellen, die zu gro\u00df sind, um mit den derzeitigen Startkapazit\u00e4ten transportiert zu werden. Schwei\u00dfen im Weltraum k\u00f6nnte den Bau gro\u00dfer Habitate in niedriger Erdumlaufbahn, die Entwicklung von Raumschiffstrukturen f\u00fcr die Sicherheit von Astronauten und mehr beschleunigen.<\/p>\n

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Laut einem Artikel, der von der NASA ver\u00f6ffentlicht wurde, verfolgt das gemeinsame Projekt zwischen dem Marshall Space Flight Center und der Ohio State University das Ziel, die physikalischen Prozesse des Schwei\u00dfens auf der Mondoberfl\u00e4che zu verstehen. Dazu geh\u00f6rt die Untersuchung der Effekte des Laserstrahlschwei\u00dfens in einer Umgebung mit kombiniertem Vakuum und reduzierter Schwerkraft. Durch das Verst\u00e4ndnis, wie Laserstrahlschwei\u00dfen in einer solchen Umgebung funktionieren k\u00f6nnte, hofft das Team, die Fertigungsm\u00f6glichkeiten im Weltraum zu erweitern. Dies er\u00f6ffnet die M\u00f6glichkeit, auf dem Mond gro\u00dfe Strukturen zusammenzubauen oder Reparaturen vorzunehmen.<\/p>\n

Andrew O’Connor, Materialwissenschaftler am Marshall Space Flight Center, ist der technische Leiter des Projekts bei der NASA und koordiniert auch die Zusammenarbeit zwischen NASA und der Ohio State University. O’Connor erkl\u00e4rte die Hinwendung zum Schwei\u00dfen mit den Worten: \u201eLange Zeit haben wir in der Raumfahrt Schrauben, Nieten oder andere mechanische Mittel verwendet, um zusammengebaute Strukturen zu befestigen. Aber wir beginnen zu erkennen, dass wir f\u00fcr wirklich starke Verbindungen und f\u00fcr Strukturen, die auf der Mondoberfl\u00e4che zusammengebaut werden, m\u00f6glicherweise Schwei\u00dftechniken im Weltraum ben\u00f6tigen.\u201c<\/em><\/p>\n

Die Forscher testeten daher das Laserstrahlschwei\u00dfen unter simulierten Weltraumbedingungen, einschlie\u00dflich der Temperatur- und W\u00e4rme\u00fcbertragung im Vakuum, der Gr\u00f6\u00dfe und Form des Schmelzbereichs unter einem Laserstrahl, der Beschaffenheit des Schwei\u00dfquerschnitts nach der Erstarrung sowie der Ver\u00e4nderungen der mechanischen Eigenschaften von Schwei\u00dfn\u00e4hten, die unter mond\u00e4hnlichen Umweltbedingungen durchgef\u00fchrt wurden. Laut O’Connor kann das Team durch eine Kombination aus Experimenten und Computersimulationen das Schwei\u00dfen im Weltraum bereits am Boden vorhersagen.<\/p>\n

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Das Forschungsteam im Schwerelosigkeitsflugzeug. (Bild: Tasha Dixon)<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Das Welding Engineering- und Multidisciplinary Capstone-Programm der Ohio State University sowie das Materials and Processes Laboratory des Marshall Space Flight Center f\u00fchrten im August 2024 Schwei\u00dfversuche mit einem hochleistungsf\u00e4higen Faserlaserstrahl an Bord eines kommerziellen Flugzeugs durch, das reduzierte Schwerkraft simulierte. Mithilfe von parabolischen Flugman\u00f6vern konnte das Flugzeug etwa 20 Sekunden lang eine Umgebung mit reduzierter Gravitation erzeugen. Anschlie\u00dfend f\u00fchrten die Teammitglieder Laser-Schwei\u00dfexperimente in einer simulierten Umgebung sowohl f\u00fcr eine niedrige Erdumlaufbahn als auch f\u00fcr die Mondgravitation durch. W\u00e4hrend der Tests erfasste ein Netzwerk von Sensoren Daten, deren Analyse das Verst\u00e4ndnis der Auswirkungen von Weltraumbedingungen auf den Schwei\u00dfprozess und das geschwei\u00dfte Material verbessern soll.<\/span><\/p>

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Will McAuley, ein Student der Schwei\u00dftechnik an der Ohio State University, sprach \u00fcber den Erfolg der Mission: \u201eW\u00e4hrend der Fl\u00fcge haben wir erfolgreich 69 von 70 Schwei\u00dfvorg\u00e4ngen unter Mikrogravitations- und Mondgravitationbedingungen abgeschlossen und damit eine voll erfolgreiche Flugkampagne realisiert.\u201c<\/em> Neben der Entwicklung einer Weltraumwirtschaft wird die Forschung der Wissenschaftler zum Laserstrahlschwei\u00dfen auch dazu beitragen, die Technologie auf der Erde besser zu verstehen und Schwei\u00dfverfahren f\u00fcr die Herstellung von G\u00fctern zu verbessern.<\/p>\n

Was halten Sie von dem Laserstrahlschwei\u00dfen der NASA? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Coverbildnachweis: Das Team \u00fcberwacht das Laserstrahlschwei\u00dfen in einer Vakuumkammer w\u00e4hrend eines Parabelflugs mit einer Boeing 727. Von links: Andrew O\u2019Connor, Materialwissenschaftler am Marshall Space Flight Center und technischer Leiter des Projekts bei der NASA; Louise Littles, Materialwissenschaftlerin am Marshall Space Flight Center; und Aaron Brimmer, Doktorand an der Ohio State University. Bildnachweis: Tasha Dixon.<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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