Home Forschung & Bildung AIMIS-FYT: 3D-Druck in Schwerelosigkeit

AIMIS-FYT: 3D-Druck in Schwerelosigkeit

Ein studentisches Team der Hochschule München hat sich erfolgreich für die „Fly Your Thesis 2020!“-Kampagne der Europäischen Raumfahrtagentur ESA beworben. Anfang November 2020 werden in Bordeaux im Rahmen dessen 3D-Druck Versuche in Schwerelosigkeit durchgeführt. Die acht Mitglieder des AIMIS-FYT Teams sind Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der Hochschule München. Der Name AIMIS steht für Additive Manufacturing in Space. Ihr Projekt hat zum Ziel, ein 3D-Druckverfahren zu demonstrieren, mit dem Strukturen für Solarpaneele, Antennen oder andere Installationen im Weltraum hergestellt werden können.

Gedruckt wird im Versuch mit einem 3D Druckkopf von ViscoTec: Dem vipro-HEAD 5. Der 1K Druckkopf hat sich bereits in zahlreichen Anwendungen mit viskosen Medien und Pasten bewährt. Die Materialien werden rein volumetrisch gefördert. Das Endloskolben-Prinzip garantiert absolut präzise Druckergebnisse: Während der Übergänge zu einer neuen Linie können unerwünschte Fäden dank programmierbarem Rückzug vermieden werden. Auch Prozessschwankungen wie Viskosität, Druck und Temperatur werden innerhalb des Druckvorgangs nivelliert.

In dem Versuch des AIMIS-FYT Teams kommt ein photoreaktives Harz zum Einsatz. Das Harz wird extrudiert und durch UV-Licht gehärtet. In drei Parabelflügen sollen die Experimente im November durchgeführt werden. Pro Flug sind 30 Parabeln geplant, an denen von einem Wendepunkt über den Hochpunkt bis zum anderen Wendepunkt der Parabel 20 Sekunden Schwerelosigkeit herrschen und Versuche durchgeführt werden können. Das AIMIS-FYT Team hat die Möglichkeit, insgesamt acht Experimente umzusetzen, um den 3D-Druckprozess unter Mikrogravitationsbedingungen zu untersuchen. Dabei sollen gerade Stäbe, Verbindungen von Stäben oder Freiformstäbe erzeugt werden. Für die ersten sechs Betriebsarten wird eine konventionelle Druckplatte als Ausgangspunkt für den Druck verwendet. In den letzten beiden Versuchen wird das Verhalten von druckenden, freischwebenden Stäben beobachtet. Die Hauptparameter des Druckprozesses sind die Extrusions-Geschwindigkeit des Harzes, die UV-Lichtintensität, die UV-Lichtzeit und die Trajektorie des Druckers. Die Anzahl der Parabeln ermöglicht es, jedes Experiment mehrmals mit unterschiedlichen Parametereinstellungen zu wiederholen.

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