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3D Systems hat zusammen mit der Airbus Defence and Space Division der Airbus Group an der Entwicklung eines 3D-gedruckten Radiofrequenz (RF)-Filter gearbeitet, der zukünftig in kommerziellen Telekommunikationssatelliten zum Einsatz kommen soll.
RF-Filter finden Anwendungen in einer Reihe von Kommunikationssystemen, darunter auch Satelliten. Diese Filter sorgen dafür, dass nur Frequenzen von ausgewählten Kanälen passieren können und unerwünschte Frequenzbereiche eliminiert werden. Im Satellitenbau geht der Trend in Richtung Hochkapazitäts-Satelliten, wie beispielsweise dem Eutelstat KA-SAT, der Breitbandinternet für Europa und den mittleren Osten bereitstellt. Der Kommunikationssatellit wurde von Airbus Defence and Space hergestellt und verfügt über knapp 500 RF-Filter und über 600 Hohlleiter, von denen viele spezifisch entworfen werden müssen um spezielle Frequenzen verarbeiten zu können.
Ein Fokus im Bereich der Kommunikationssatelliten ist auf Gewichtsreduzierung der Bauteile und Komponenten gerichtet, die mittels additiver Fertigungsmethoden erzielt werden kann. Für das RF-Filter Projekt von Airbus wurde der ProX DMP 320 Metall-3D-Drucker von 3D-Systems verwendet. Das neue Design bringt aber nicht nur eine Gewichtseinsparung von über 50%, sondern auch verbesserte Funktionalität durch Formen und Oberflächen, die sich mit traditionellen Fertigungsmethoden nicht realisieren lassen. Zudem konnte die Produktionszeit sowie -kosten für speziell angefertigte Entwürfe reduziert werden.
Dieses Projekt zeigt wie 3D-Druck Designinnovationen im Bereich der Herstellung von Raumfahrtkomponenten erzielen kann, die sich über Jahrzehnte kaum geändert haben.
“Diese disruptive Innovation liegt in der Tatsache, dass reine Funktionalität und nicht die Herstellbarkeit definiert, wie Hardware zukünftig designed wird,” sagt Koen Huybrechts, Projektingenieur bei 3D Systems in Leuven. “Dieses Projekt ist ein klassisches Beispiel für das Prinzip “Form folgt Funktion”.
Die drei am ProX DMP 320 hergestellten Testkomponenten aus Aluminium wurden in der Airbus Defence and Space Einrichtung zahlreichen Tests unterzogen, welche die Bedingungen während des Raketenstarts und im Orbit simulieren, darunter Vibration, Stoß sowie thermische Bedingungen wie hohe Temperaturen und Vakuum. Alle drei Teile haben dabei die Voraussetzungen erfüllt oder übertroffen.
Paul Booth, RF Ingenieur bei Airbus Defence and Space in Großbritannien sieht dadurch zukünftig eine stärkere Integration von 3D-gedruckten RF-Filtern für die Satelliten:
“Der Erfolg dieses Projekts öffnet Möglichkeiten für die stärkere Integration von RF-Filter mit mechanischen und thermischen Komponenten um die Anzahl der Bauteile und gesamte Masse zu reduzieren.” Er fügt abschließend hinzu: “Es besteht großes Potential für eine Reduktion der Masse bei gleichzeitiger kürzerer Produktionszeit und geringeren Kosten.”
