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Apr 07, 2023

Ersatzteile in der Schwerelosigkeit drucken

Von einer Raumstation, die Hunderte Kilometer über der Erdoberfläche liegt

Von einer Raumstation, die Hunderte von Kilometern über der Erdoberfläche liegt, ist es – wie der DTU-Professor und Experte für Weltrauminstrumente und -technologie John Leif Jørgensen betont – ein langer Weg bis zur Werkstatt, wenn Sie plötzlich ein Ersatzteil benötigen, das Sie nicht auf Lager haben . Ein Metall-3D-Drucker könnte sich als Lösung für genau diese Herausforderung erweisen.

Genau aus diesem Grund werden die Leute der Huginn-Mission unter der Leitung des dänischen Astronauten Andreas Mogensen einen brandneuen Drucker auf der ISS testen. Der Drucker wurde zu diesem Zweck vom europäischen Flugzeughersteller Airbus für die Europäische Weltraumorganisation ESA entwickelt. „Ein solcher Drucker kann genau die Bits produzieren, die Sie dort oben benötigen“, sagt John Leif Jørgensen.

Der Drucker ist mit einer Düse ausgestattet, aus der ein Edelstahldraht austritt. Während sich der Drucker bewegt, schmilzt ein Laserstrahl den Draht, erzeugt das ausgewählte Muster und baut das Objekt auf, für das der Drucker eingestellt wurde.

„Technisch gesehen ist es nur ein kleiner Schweißdraht, den man mit einem Laserstrahl einschmilzt. Aber es wird die Herstellung komplizierter Objekte fernab einer herkömmlichen Produktionshalle ermöglichen“, sagt der Professor.

Der Besuch auf der ISS wird Airbus wichtige Einblicke darüber geben, welche Änderungen möglicherweise erforderlich sind, um den Drucker für die Herstellung von Ersatzteilen im Weltraum in größerem Maßstab vorzubereiten.

Im Rahmen des Projekts werden die Astronauten Kopien einer sorgfältig entworfenen 5 cm hohen Struktur drucken. Forscher der DTU haben ähnliche Modelle auf der Erde erstellt. Wenn die Huginn-Crew zurückkehrt, werden die Forscher genaue Messungen an den beiden gedruckten Modellen vornehmen, um festzustellen, welche Unterschiede zwischen ihnen bestehen könnten.

„Alles, was auf der Erde hergestellt wird, wird von der Schwerkraft beeinflusst. Das bedeutet, dass die physikalischen Effekte entlang und quer zur Schwerkraft unterschiedlich sein können. Ein solcher Effekt besteht darin, dass Objekte bei der Verarbeitung oft unterschiedlich erhitzt und abgekühlt werden, wodurch innere Spannungen entstehen, die wiederum dazu führen können, dass sich Materialien verziehen.“ „Die Abwesenheit der Schwerkraft auf der ISS wird solche eingebauten Spannungen in den gedruckten Zahlen minimieren“, erklärt John Leif Jørgensen.