3D-printen in de ruimte

Het huidige proces om apparaten naar de ruimte te transporteren is behoorlijk inefficiënt en duur. Dit komt omdat de structurele onderdelen in eerste instantie ontworpen zijn om de hoge belastingen tijdens de lanceringsfase van een ruimtevaartuig te weerstaan. Deze constructies zijn echter overgedimensioneerd voor de daaropvolgende operationele levensduur. Vanwege de hoge kosten en beperkte ruimte op een lanceervoertuig zijn er alternatieve oplossingen nodig. Het studententeam AIMIS-FYT uit München heeft dit probleem aangepakt en werkt aan een 3D-printproces voor kosteneffectieve productie in de ruimte als onderdeel van het studieprogramma Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. De studenten gebruiken fotoreactieve hars en UV-licht, waardoor de hars hard wordt. Er moest een 3D-printer worden ontworpen en gebouwd voor experimentele tests van het proces in nul zwaartekracht.

Het bedrijf uit München gebruikt de gewichtloosheid van de ruimte voor zijn 3D-printproces. In plaats van laag voor laag te printen, worden de onderdelen in gewichtloze toestand gemaakt met behulp van de driedimensionale beweging van de printkop. Dit proces, dat bekend staat als in-situ manufacturing, zorgt voor een enorme gewichtsvermindering en materiaalbesparing voor de onderdelen. Voor de aandrijftechniek van de 3D printer vertrouwden de jonge ingenieurs op drie drylin® SAW-lineaire assen uit de 1040 serie en een robolink® tandwielkast voor de beweging van de printkop. De drylin® SAW-assen waren vooral indrukwekkend door hun lage gewicht en onderhoudsvrije werking. Een compacte robolink® D-rotatieas met wormwielkast werd in de printer geïnstalleerd zodat het printfilament ook kan worden geroteerd. Een energieketting uit de easychain-serie is gebruikt om ervoor te zorgen dat de kabels van de printer ook veilig worden beschermd. "De e-chain® expert hielp ons bij het selecteren van de juiste ketting. We moesten alle parameters voor onze toepassing invoeren en kregen meteen een praktisch overzicht van alle mogelijke energiekettingen en hun levensduur in onze toepassing."