Gedruckt für den Weltraum mit Technologie aus Niederösterreich

ATHENA X-Ray EYE © Ing. Robert Syrovatka
ATHENA X-Ray EYE © Ing. Robert Syrovatka

27.07.2020

Ein Konsortium aus vier niederösterreichischen Partnerunternehmen – RHP-Technology GmbH, SBI GmbH, FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH und AAC - Aerospace & Advanced Composites GmbH – haben per 3D-Druck für das Weltraumteleskop der Athena-Mission der ESA sechs Versuchsdemonstratoren gefertigt.

Generative Fertigung ist heutzutage eine bereits industriell angewandte Technologie, wobei große Strukturen und Präzision wie im gezeigten Beispiel nach wie vor ein hohes Maß an Herausforderung darstellen. Für die Athena-Mission der europäischen Raumfahrtbehörde ESA wurden von einem niederösterreichischen Konsortium rund um die RHP-Technology GmbH insgesamt sechs Versuchsdemonstratoren additiv gefertigt. Die fotografierte Struktur wurde mittels Plasma Metal Deposition (PMD®) Technologie bei der mittels Plasmabrenner ein lokales Schmelzbad erzeugt und durch Zugabe von Titandraht ein Materialauftrag erzeugt wird. Eine CNC-Steuerung sorgt für hoch präzise Bewegungen, wodurch es möglich ist Konturen abzufahren und entlang dieser Material aufzutragen. Durch sukzessives, schichtweises überlagern dieses Materialauftrages entsteht ein dreidimensionales Werkstück. Damit sind Strukturen herstellbar, die mit herkömmlichen Metallbearbeitungsmethoden nur sehr aufwändig und mit weit höherem Verbrauch an wertvollen Rohstoffen, wie etwa Titan, verbunden wären.

Um zukünftig Schlagkraft in der industriellen additiven Fertigung weiter auszubauen, setzt RHP dabei auf das additive Fertigungssystem „Metallic 3D Printer“ M3DP von SBI GmbH (Ziersdorf). Die Zusammenarbeit der beiden innovativen niederösterreichischen Unternehmen kann bereits auf mehrere erfolgreich umgesetzte Projekte zurückblicken. Das neue AM System M3DP von SBI arbeitet mit dem PMD Verfahren und kann in der aktuellen Konfiguration Bauteile mit einer Länge bis zu 2 Meter abbilden.

„Ziel dieses Projekts war es, die Möglichkeiten der Technik zur Herstellung von Weltraumhardware und -komponenten mit Größen von mehr als 500mm zu evaluieren“, erklärt Laurent Pambaguian, Materialingenieur der ESA. „Wir haben die gesamte Prozesskette untersucht, einschließlich der anschließenden Wärmebehandlung und Nachbearbeitung sowie des 3D-Drucks, wobei Titanlegierungen sowohl als Metallpulver wie auch als Drahtrohstoff verwendet wurden.

„Das Ergebnis zeigt gute mechanische Eigenschaften, was bedeutet, dass wir die Technologie vorantreiben können, einschließlich der Untersuchung alternativer Materialien. Die Plasmametallabscheidung ist eine mögliche Methode zur Herstellung großer Bauteile in der Zukunft, beispielsweise die optische Bank der Athena-Mission, die das komplexeste Teil sein wird, das jemals in Titan gedruckt wurde.“

Dieses Projekt wurde durch das Technologieentwicklungselement der ESA im Rahmen der Advanced Manufacturing-Initiative der Agentur unterstützt, bei der neuartige Materialien und Verfahren für den Raumfahrtsektor genutzt wurden.

www.fotec.at
www.rhp-technology.com
www.sbi.at
www.aac-research.at