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Das in Ohio ansässige Unternehmen Fabrisonic hat in Kooperation mit der NASA einen Wärmetauscher für den Mars Rover 2020 entwickelt. Durch das patentierte Ultraschall Verfahren wurden alle Tests zur Zufriedenheit erfüllt und der Wärmetauscher kann in der nächsten Mission verwendet werden.
Bei dem additiven Ultraschall-Verfahren (UAM) werden Schichten aus Metallfolien durch Verwendung von Ultraschall miteinander verbunden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist die nur geringe Temperatur von maximal 120°C, wodurch es nicht zu Spannungen im Material wie beim Schweißen kommt. Fabrisonic verbindet den Drucker mit einer CNC Maschine um die gewünschte Form aus den Folien herauszuarbeiten. Durch das UAM können Metalle verwendet werden, welche sonst kaum oder gar nicht verschweißt werden können, wie hochschmelzendes Stahl, Kupfer und Aluminium, deshalb kam es zu einer Kooperation mit der Jetantriebsentwicklung (JPL) der NASA.
JPL hatte bis dato Metallrohre gebogen und an das Raumfahrzeug geklebt, welches einen geringen Wirkungsgrad hat und sehr schwer ist. Die Fertigung und Qualitätskontrolle war ebenfalls Handarbeit, wodurch der Prozess extrem lange dauern konnte (bis zu neun Monaten). Fabrisonic kann durch die additive Fertigung alle drei Faktoren erheblich verbessern. Sie konnten 30% Masse einsparen und waren schneller als erwartet mit der Produktion fertig.
“Für jede interplanetare Mission, die JPL beaufsichtigt, werden zahlreiche kritische Wärmetauschereinheiten benötigt, um die empfindlichen elektronischen Bordsysteme vor extremen Temperaturen im Weltraum zu schützen. Diese Geräte können klein (7,5cm x 7,5cm) oder groß (90cm x 90cm) sein “, schrieb Wenning, Produktionsingenieur von Fabrisonic.
Die Zusammenarbeit von der NASA und Fabrisonic fing bereits 2014 an. Man startete mit kleinen Konstruktionen und 2015 ging es weiter mit größeren Modellen, bis der funktionierende Prototype 2018 entwickelt war. Um die Wärmetauscher zu zertifizieren, mussten diese diverse Tests bestehen, wie einen Drucktest von 22 bar, zwei Tage lang aufheizen und abkühlen lassen (-120°C bis +120°C), Vibrationstest und einen Leckagetest. Die Tests waren am Ende alle positiv, wodurch die NASA ihren Technologie Reifegrad von 3 auf fast 6 steigern konnten (in Level 9 ist das Produkt ausgereift und kann in Produktion gehen).
