AFRL und Partner entwickeln metallbasiertes 3D-Drucken und Sintern im Vakuum des Weltraums

Ein neues Projekt von der Air Force Research Laboratory (AFRL) Regional Network – Midwest soll die Entwicklung von Fertigungstechnologien im Orbit vorantreiben. Das Projekt “Metal 3D Printing and Sintering in the Vacuum of Space” wird von Dr. Calvin M. Stewart, Innovationswissenschaftler und außerordentlicher Professor an der Ohio State University, in Zusammenarbeit mit AFRL, The Virtual Foundry und der NASA geleitet.

Das Hauptziel ist die Entwicklung von On-Orbit-Herstellungstechnologien, die für zukünftige Weltraummissionen von entscheidender Bedeutung sind. Derzeitige Methoden bergen erhebliche Risiken und Kosten im Zusammenhang mit ungeplanten Ausfällen und Fehlfunktionen. Durch die Entwicklung von Technologien zur Wartung, Montage und Herstellung im Orbit (OSAM) soll das Projekt diese Risiken mindern und die Flexibilität der Missionen erhöhen.

Die vorgeschlagene Technologie, der Zero-G Metal 3D-Druck mittels Bound Metal Deposition (BMD), bietet einen innovativen Ansatz. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pulverbett-AM-Methoden verwendet BMD metallisches Pulver, das in einem Filament gebunden ist, wodurch Gesundheits-, Brand- und Explosionsrisiken im Zusammenhang mit dem Drucken in Schwerelosigkeit reduziert werden. Zusätzlich nutzt der Space Vacuum-Assisted Sintering (SVac)-Prozess das nahezu perfekte Vakuum im Weltraum, um die Festigkeit zu erhöhen und die Porosität zu verringern.

Dr. Stewart kommentierte: „Diese Zusammenarbeit stellt einen bedeutenden Schritt nach vorn bei den Fertigungsmöglichkeiten im Orbit dar. Indem wir die Möglichkeiten des 3D-Drucks und des Sinterns von Metall im Weltraum nutzen, können wir die Herstellung und den Austausch kritischer Komponenten während der Missionen revolutionieren.“

„Ich bin begeistert, Teil dieses innovativen Projekts zu sein, das die Grenzen dessen, was in der Weltraumfertigung möglich ist, verschiebt“, sagt Bradley Woods, CEO von The Virtual Foundry. „Unsere firmeneigene Bound Metal Deposition (BMD)-Technologie ist einzigartig positioniert, um die Herausforderungen der Wartung und Fertigung im Orbit zu bewältigen, und bietet eine sichere und effiziente Methode zur Herstellung hochauflösender Metallteile direkt im Weltraum.“

Das Projekt, das mit 200.000 Dollar über 24 Monate finanziert wird, umfasst weitreichende Tests, die Charakterisierung und die Validierung von BMD-Komponenten. Durch einen gestaffelten Ansatz wird das Team von Labordemonstrationen zu einer möglichen Kommerzialisierung übergehen, wobei der Fokus auf der Bewältigung technischer Herausforderungen und der Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Technologie liegt.