Erster Metall-3D-Druck auf der ISS erfolgreich abgeschlossen.
Der Drucker verwendet Edelstahl-Draht und einen Hochleistungslaser.
Zukünftige Anwendungen könnten eine zirkuläre Weltraumwirtschaft ermöglichen.
3D-Druck auf der ISS: Durchbruch für die Raumfahrt.
Ein kleiner S-förmiger Bogen aus verflüssigtem Edelstahl markiert einen grossen Fortschritt für die Fertigung im Weltraum: Dies ist der allererste Metall-3D-Druck an Bord der Internationalen Raumstation (ISS), der letzten Donnerstag im Columbus-Labor der ESA durchgeführt wurde.
„Diese S-Kurve ist eine Testlinie und markiert den erfolgreichen Abschluss der Inbetriebnahme unseres Metall-3D-Druckers“, erklärt ESA-Technikoffizier Rob Postema. „Der Erfolg dieses ersten Drucks und weiterer Referenzlinien bedeutet, dass wir bald ganze Bauteile drucken können. Dies ist dem harten Einsatz des industriellen Teams unter der Leitung von Airbus Defence and Space SAS, dem CADMOS User Support Centre in Frankreich, das die Druckoperationen vom Boden aus überwacht, sowie unserem eigenen ESA-Team zu verdanken.“
Sébastien Girault vom Konsortiumsführer Airbus fügt hinzu: „Wir sind sehr glücklich, den allerersten Metall-3D-Druck an Bord der ISS durchgeführt zu haben – die Qualität ist so gut, wie wir es uns erträumt haben!“
Der Metall-3D-Drucker wurde von einem industriellen Team unter der Leitung von Airbus entwickelt – das Projekt wird teilweise von Airbus mitfinanziert – und steht unter Vertrag mit der Direktion für menschliche und robotische Exploration der ESA.
Im Januar erreichte der 180 kg schwere Drucker die ISS. ESA-Astronaut Andreas Mogensen installierte ihn im European Drawer Rack Mark II, einem Teil des Columbus-Moduls der ESA.
Der Drucker arbeitet nach einem Verfahren, bei dem Edelstahl-Draht in den Druckbereich eingeführt wird, der durch einen Hochleistungslaser erhitzt wird – etwa eine Million Mal stärker als ein Standard-Laserpointer. Wenn der Draht in das Schmelzbad eintaucht, schmilzt sein Ende und das Metall wird zum Druck hinzugefügt.
Der Druckprozess wird vollständig vom Boden aus überwacht. Die Besatzung an Bord muss lediglich ein Stickstoff- und ein Entlüftungsventil öffnen, bevor der Druck beginnt. Aus Sicherheitsgründen arbeitet der Drucker in einer vollständig versiegelten Box, um überschüssige Wärme oder Dämpfe einzuschliessen.
Vier Formen wurden für den anschliessenden grossformatigen 3D-Druck ausgewählt, die später zur Erde zurückgebracht werden, um sie mit Referenzdrucken in normaler Schwerkraft zu vergleichen.
ESA-Materialingenieur Advenit Makaya, der das Projekt beraten hat, erklärt: „Zwei dieser gedruckten Teile werden im Material- und Elektrotechniklabor der ESA in den Niederlanden analysiert, um zu verstehen, ob die langanhaltende Mikrogravitation Auswirkungen auf den Druck von Metallmaterialien hat. Die anderen beiden Teile gehen an das Europäische Astronautenzentrum und die Technische Universität Dänemarks (DTU).“
Ein Ziel der ESA für die Zukunft ist die Schaffung einer zirkulären Weltraumwirtschaft, in der Materialien im Orbit recycelt werden, um Ressourcen besser zu nutzen, z. B. Teile alter Satelliten zu neuen Werkzeugen oder Strukturen umzufunktionieren. Eine betriebsfähige Version dieses Metall-3D-Druckers würde die Notwendigkeit beseitigen, Werkzeuge mit einer Rakete hochzuschicken, und den Astronauten ermöglichen, die benötigten Teile im Orbit zu drucken.
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