Quelle: Constructor University 30. Mai 2024.

30. Mai 2024 – Das Team will den von ihnen entwickelten weltgrößten Delta-3D-Drucker für Bauteile der Raumfahrtindustrie nutzen – und gleichzeitig einen 3D-Drucker für Anwendungen im Weltall fertigen.

Der Raumfahrtinkubator „ESA BIC Northern Germany“ mit Sitz in Bremen unterstützt Startups bis zu zwei Jahre in ihrem Geschäftsaufbau, sowohl mit maßgeschneiderten Trainings als auch mit einer finanziellen Förderung in Höhe von 50.000 Euro. „Der Inkubator ermöglicht es uns, auch in der Raumfahrt mit ihren spezifischen Anforderungen zu wachsen und unsere Technologie weiterzuentwickeln“, sagt Uygun.

Der großformatige 3D-Druck ist ein Paradebeispiel dafür, wie aus der Grundlagenforschung industrielle Anwendungen entstehen können. Mit einem Druckbereich von bis zu 1,5 Metern im Radius und einer Druckhöhe von mittlerweile bis zu 3 Metern hat die Forschungsgruppe den Drucker zunächst mit Eigenmitteln entwickelt. Dann förderte die Kieserling-Stiftung das Projekt. Anschließend wurde es mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des EXIST-Programms, das Unternehmensgründungen aus der Wissenschaft unterstützt, fortgeführt. Im Rahmen des Bremer 3D-Ideenpreises wurde der Drucker als herausragende Innovation in der additiven Fertigung gewürdigt.

Viele Bauteile in der Raumfahrt sind Einzel- und Sonderanfertigungen oder werden nur in kleinen Stückzahlen hergestellt. Uygun und sein Partner Serkan Özkan sind davon überzeugt, das bestimmte Ausrüstungsgegenstände in der Raumfahrt bedarfsgerechter, schneller, kostengünstiger und gewichtsoptimierter per 3D-Druck hergestellt werden können als durch herkömmliche Verfahren. Ihren bestehenden Drucker wollen sie weiterentwickeln, etwa durch die Nutzung neuer Werkstoffe wie Karbonfasern oder Hochleistungskunststoffen, die auch bei Temperaturen von weit mehr als 300 Grad Celsius nicht schmelzen. Der Druckbereich soll bis auf 24 Kubikmeter wachsen. „Damit“, meint Uygun, „könnte man schon ein Auto drucken.“

Das Startup arbeitet auch an einem innovativen kleinformatigen Drucker auf einer rotierenden Achse, der im All eingesetzt werden kann. Klassische 3D-Drucker nutzen die Schwerkraft, um ein Teil Schicht für Schicht zu drucken. In der Schwerelosigkeit funktioniert dieses Prinzip nicht. Eine erste Raumfahrtbehörde hat bereits Interesse gezeigt. Schon im kommenden Jahr könnte das Gerät im Weltall erprobt werden. „Wenn der Drucker sich im All bewährt, werden sich auch auf der Erde neue Geschäftsfelder erschließen“, meint Uygun, der als Research Affiliate auch mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA verbunden ist.

Von den Innovationen und den Erfahrungen im Inkubator werden auch seine Studierenden profitieren. „Wir binden unsere aktuellen Forschungsergebnisse immer in die Lehre mit ein und diskutieren die Ergebnisse mit den Studierenden“, so Uygun. „Lehre und Forschung gehen Hand in Hand.“ Auch an NebulaForm sind zwei Studierende, Altin Loshi und Idriz Pelaj aus dem Studiengang Robotics and Intelligent Systems, beteiligt.

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• 3D-Drucker in der Raumfahrt

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Was kommt als Nächstes im Weltraum? Eine Fabrik, die nicht von dieser Welt ist.
Die bevorstehende Eröffnung der nächsten Airbus-Produktionsstätte wird nicht in Europa oder den Vereinigten Staaten stattfinden… Sie wird wirklich nicht von dieser Welt sein – im Weltraum! Eine Pressemitteilung von Airbus.

Quelle: Airbus. 31.05.2022.

Bislang war dies reine Science-Fiction. Aber schon im nächsten Jahr wird es Realität werden – zumindest bis zu einem gewissen Grad. Und Airbus macht es möglich. Denn dann werden die Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) ihren eigenen praktischen Begleiter mit an Bord nehmen: Metal3D, den ersten Metall-3D-Drucker im Weltraum.

Der Metal3D, der von Airbus für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) entwickelt wurde, ist ein echter „Game Changer“. Er verwendet Metall als Ausgangsmaterial und druckt es bei 1.200 Grad Celsius, um neue Teile wie Strahlenschutzschilde, Werkzeuge oder Ausrüstungen direkt in der Umlaufbahn herzustellen. Künftige Versionen des 3D-Druckers könnten auch Materialien wie Regolith (Mondstaub) oder recycelte Teile aus ausgemusterten Satelliten verwenden. Bereits Ende dieses Jahrzehnts könnten 3D-Drucker auch auf dem Mond eingesetzt werden und dort eine nachhaltige menschliche Präsenz ermöglichen, indem sie Strukturen für Mondrover oder Habitate drucken.

Der 3D-Druck im Weltraum oder auf dem Mond ist nur der Anfang. Airbus wäre nicht Airbus, wenn es die Fertigung im Weltraum nicht auf die nächste Stufe heben würde. Schon in den nächsten drei bis vier Jahren wird das Unternehmen ganze Satelliten im Weltraum produzieren und montieren. Die nächste Satellitenfabrik wird also nicht in Europa oder in den Vereinigten Staaten stehen, sondern im Weltraum, Hunderte von Kilometern über uns!

All dies ist zweifellos ehrgeizig, aber dank seines wahren Pioniergeistes wird das Unternehmen auch das zum Laufen bringen. In ihren Labors in ganz Europa und aufbauend auf den Erkenntnissen, die sie bei der Überarbeitung des Satellitendesigns für die OneWeb-Satellitenkonstellation gewonnen haben, arbeiten ihre Teams hart daran, das Weltraummontageband Wirklichkeit werden zu lassen. Sie haben bereits einen Robotermanipulator entwickelt, der präzise und komplexe Vorgänge beim Zusammenbau und der Herstellung von Satelliten durchführen kann. Er kann sogar zum Wiederauftanken und Reparieren von Raumfahrzeugen eingesetzt werden. Außerdem haben die Experten Algorithmen entwickelt, damit die Roboterarme zusammenarbeiten – und sogar selber Solche aufbauen können.

Da es im Weltraum genügend Platz gibt, wird es möglich sein, größere Strukturen wie riesige Reflektoren zu bauen, mit denen Telekommunikationssatelliten den gesamten Planeten abdecken können. Die Lösung von Airbus besteht darin, Bausatzteile zu starten, die im Weltraum von den Roboterarmen unserer Weltraumfabrik zusammengesetzt werden.

Die Produktion von Satelliten und größeren Strukturen direkt in der Umlaufbahn wird die herkömmliche Herstellung von Raumfahrtsystemen revolutionieren: Nicht nur die Produktion auf der Erde wird überflüssig, sondern auch die Gewichts- und Größenbeschränkungen, die mit dem Transport der Satelliten in ihre Umlaufbahn verbunden sind, werden der Vergangenheit angehören.

Ganz zu schweigen davon, dass die Produktion im Weltraum nachhaltig ist: Es sind weniger Raketenstarts erforderlich, und das Material für die Produktion kann aus dem umherfliegenden Weltraumschrott gewonnen werden. Mit der Weltraumfabrik leistet Airbus also auch einen Beitrag zur Säuberung des Weltraums und zur Sicherung einer nachhaltigen Zukunft für die Branche.

Das ist keine Science-Fiction, die Weltraumfabrik wird bald eine wissenschaftliche Tatsache sein. Bei Airbus sorgen wir dafür, dass sie Wirklichkeit wird.

#NextSpace:

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• Airbus Defence and Space

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Quelle: BIH.

15. Februar 2022 – Nicht nur für Brandopfer auf der Erde könnte dies eine wertvolle Alternative zur Eigenhauttransplantation sein: Auch Astronauten und Astronautinnen könnten so fernab von jeder Klinik individuell versorgt werden. Ob der Drucker in der Schwerelosigkeit funktioniert, testen die Forscher*innen auf einem Parabelflug.

Ob Brand- oder Schürfverletzungen: Bei einer Fläche von mehreren Quadratzentimetern sind die Selbstheilungskräfte des Körpers überfordert und es hilft oft nur noch eine Eigenhauttransplantation. Doch sowohl beim Entnehmen als auch beim Verpflanzen stellen sich Probleme, erklärt Professor Georg Duda, der Direktor des Julius Wolff Instituts für Biomechanik und Musculoskeletale Regeneration im BIH und Sprecher des BIH Centrums für Regenerative Therapien (BCRT). „Es treten hierbei leider oft Vernarbungen auf, die sowohl medizinisch als auch kosmetisch weder Arzt noch Patient zufriedenstellen. “Auf der Suche nach einer Alternative stießen die Wissenschaftler*innen um Duda auf die Firma Cellbricks: Das Unternehmen hat einen 3D-Drucker entwickelt, der individuelle Hautpatches verschiedener Größe und Form drucken kann.

Biologische Druckertinte
„Die Druckertinte ist in unserem Fall biologisch“, erklärt Bianca Lemke, Doktorandin bei Professor Duda. „Sie besteht aus einer besonderen Form von Gelatine mit Metacrylatenden, die bei UV-Belichtung aushärtet. Da hinein mischen wir Hautzellen, die idealerweise vom Empfänger selbst stammen. Und mit besonderem technischen Aufwand können wir sogar kleine Röhren hineindrucken, die wir anschließend mit Blutgefäßzellen besiedeln, so dass das Hautpatch sogar Blutgefäße enthält.“ Am Drucker einstellbar sind Form und Größe des erforderlichen Wundverschlusses, je nach Herausforderung dauert der Druck eine oder mehrere Stunden.

„Auf einem Symposium des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) kam die Frage auf, ob man 3D Bioprinting nicht auch für Astronauten nutzen könnte“, erzählt der Diplom-Ingenieur. „Denn der Weg zum Mars ist weit, und auch von der ISS kann man nicht kurzfristig zur Erde zurückkommen, wenn man sich eine größere Verletzung zugezogen hat. Und da wäre so eine individuelle Lösung durchaus praktisch.“ Doch nun stellt sich die Frage, ob so ein 3D-Drucker überhaupt in der Schwerelosigkeit funktioniert. Schwebt die flüssige Tinte nicht davon? Härtet die Gelatine wie geplant aus?

Test beim Parabelflug
Um diese Fragen zu klären, startet Bianca Lemke heute von Paderborn aus zu einem Parabelflug, auf dem der 3D-Drucker getestet werden soll. „Vor Abflug wird es verschiedene Sicherheitschecks geben. Da wir mit Flüssigkeiten drucken und sich diese während der Mikrogravitationsphasen im Flugzeug verteilen könnten, sind natürlich Maßnahmen zur Eindämmung nötig. Die Drucker befinden sich in einem Kasten, der verschiedenen mechanischen Tests und Belastungen standhalten muss. Dementsprechend wird auch das überprüft. Danach wird alles abgepolstert, damit sich keiner der Teilnehmer versehentlich beim Herumschweben im Flugzeug den Kopf stößt. Und dann geht das Ganze ins Flugzeug und wird dort montiert. Bei verschiedenen Funktionstests im Flugzeug wird sicher gestellt, dass auch hier alles funktioniert. Und dann starten wir!“

Während des insgesamt fünfstündigen Fluges werden 31 Parabeln geflogen, das heißt, die Maschine steigt auf einer parabelförmigen Kurve auf, fällt anschließend steil ab und steigt wieder auf. Während des oberen Teils der Parabel kommt es für etwa 20 Sekunden zur Schwerelosigkeit, beim Auf- und Abstieg herrscht kurzzeitig mehrfache Erdanziehungskraft. Um zu überprüfen, wie das Druckergebnis von der Erdanziehungskraft beeinflusst wird, integriert Bianca Lemke Microbeads in die Druckerflüssigkeit: „Diese Microbeads sind kleine fluoreszierende Kügelchen, ungefähr in der Größe von Zellen. Damit untersuchen wir das Sedimentationsverhalten von Zellen während des Fluges. Denn schon auf der Erde haben wir beobachtet, dass die Zellen absinken, wenn die Tinte länger steht. Wir befürchten, dass in den Hypergravitationsphasen alle absinken, aber wir hoffen, dass während der Schwerelosigkeit gar nichts mehr absinkt.“ Professor Georg Duda bleibt am Boden und ist schon gespannt auf die Ergebnisse: „Wir hoffen sehr, dass die Druckergebnisse stabil sind, zumindest während der Schwerelosigkeit. Denn dann könnten wir eines Tages den Astronauten tatsächlich eine personalisierte Wundversorgung anbieten. Auch wenn es bis dahin sicher noch ein weiter Weg ist.“

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• 3D-Drucker in der Raumfahrt

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Quelle: TH Köln.

Die Bandbreite von 3D-Druck-Technologien wächst: Ein Forschungsteam der TH Köln entwickelt jetzt gemeinsam mit der Firma mz Toner Technologies ein neues 3D-Druck-Verfahren auf Basis von Elektrophotographie, das unter anderem das Drucken im Weltraum ermöglichen soll.

Elektrophotographie ist das Verfahren, mit dem die meisten Drucker funktionieren. Dabei wird eine sogenannte Fototrommel innerhalb des Druckers komplett elektrisch aufgeladen. Ein Laserstrahl bildet anschließend das zu druckende Motiv auf dieser Trommel ab, indem er selektiv elektrische Ladungen löscht. Der Farbstoff haftet dort auf der Trommel, wo Ladungen übrig geblieben sind. Dieser wird auf das Papier übertragen und erzeugt so das am Ende sichtbare Bild.

Darauf aufbauend erarbeitet ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Danka Katrakova-Krüger im Labor für Werkstoffe am Institut für Allgemeinen Maschinenbau der TH Köln ein elektrophotographisches 3D-Druck-Verfahren. Das Konzept: Das zu fertigende Bauteil wird zuerst mit einer Software in mehrere hauchdünne Schichten „geschnitten“. Statt des Farbstoffs werden Polymerpartikel, also Kunststoffe, verwendet. Dabei können ein bis zehn Schichten, welche wenige Mikrometer dünn sind, übereinander auf eine Trägerfolie gedruckt und durch eine Walze vorverfestigt werden. Um das gewünschte Bauteil vollständig zu fertigen, werden im zweiten Prozessschritt mehrere dieser zuvor gedruckten Schichtpakete mit Hilfe einer Heizpresse miteinander verbunden. Der Kooperationspartner mz Toner Technologies entwickelt einen Prototyp des 3D-Druckers.

Einsatz im Weltraum
Kunststoffe eignen sich besonders für die Raumfahrt, da sie wenig wiegen und zugleich mechanisch belastbar sind. Eine besondere Herausforderung ist es, das elektrophotographische Verfahren so umzusetzen, dass es trotz fehlender Schwerkraft eingesetzt werden kann. Für die Raumfahrt hätte der 3D-Druck vor Ort Vorteile: Nicht alle Ersatzteile, die eventuell während einer Expedition benötigt werden, müssten mitgenommen werden. Sie könnten je nach Bedarf direkt vor Ort angefertigt werden. Dies spart Platz und Gewicht ein. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TH Köln stehen bezüglich des Einsatzes im Weltraum im Austausch mit der European Space Agency (ESA).

Alternative zum Spritzgussverfahren
Bisher konnten gängige 3D-Druck-Verfahren hinsichtlich der Geschwindigkeit nicht mit dem weit verbreiteten Spritzgussverfahren konkurrieren; das könnte sich durch die neue Technologie ändern. Denn für den Spritzguss werden teure Formen benötigt, sodass sich der Produktionsstart verlangsamt und erst ab einer gewissen Stückzahl lohnt. Das elektrophotographische Verfahren benötigt hingegen keine Formen und ermöglicht trotzdem eine hohe Stückzahl.

„Der 3D-Druck mit Elektrophotographie ist für alle Werkstoffgruppen wie Kunststoffe, Metalle und Keramik geeignet, spart Gewicht, hat eine erhöhte Geschwindigkeit und bietet eine enorme Gestaltungsfreiheit wie den großzügigeren Umgang mit Farben“, so Katrakova-Krüger. Mit anderen Werkstoffen ergibt sich auch ein weiteres potenzielles Anwendungsfeld: der Haushalts- und Elektrogerätemarkt, der bisher den Spritzguss für die Fertigung der Geräte und deren Bauteile nutzt.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Förderprogramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ gefördert und hat eine Laufzeit von zwei Jahren.

Die TH Köln zählt zu den innovativsten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften. Sie bietet Studierenden sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland ein inspirierendes Lern-, Arbeits- und Forschungsumfeld in den Sozial-, Kultur-, Gesellschafts-, Ingenieur- und Naturwissenschaften. Zurzeit sind rund 27.000 Studierende in etwa 100 Bachelor- und Masterstudiengängen eingeschrieben. Die TH Köln gestaltet Soziale Innovation – mit diesem Anspruch begegnen wir den Herausforderungen der Gesellschaft. Unser interdisziplinäres Denken und Handeln, unsere regionalen, nationalen und internationalen Aktivitäten machen uns in vielen Bereichen zur geschätzten Kooperationspartnerin und Wegbereiterin.

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• 3D-Drucker in der Raumfahrt

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Quelle: igus® GmbH.

Köln – Wenn Ausleger für Solarpaneele oder Satellitenantennen in einer Trägerrakete ins All transportiert werden, sind sie hohen Belastungen ausgesetzt. Um den aufwendigen Transport zu vereinfachen und die Fertigung der Elemente zu beschleunigen, arbeitet das Studententeam AIMIS-FYT an einem 3D-Druckverfahren. In Zukunft sollen sich so Strukturteile direkt im Weltraum herstellen lassen. Für experimentelle Tests in der Schwerelosigkeit bauten die Studenten einen 3D-Drucker. Dabei setzten sie in der Antriebstechnik – unterstützt durch igus® – auf die wartungsfreien und leichten drylin® SAW-Linearachsen.

Der derzeitige Prozess, um Geräte in den Weltraum zu transportieren, ist recht ineffizient und teuer. Denn die Strukturteile sind in erster Linie dafür ausgelegt, den hohen Belastungen während der Startphase eines Raumfahrzeugs standzuhalten. Für die spätere Betriebsdauer sind diese Strukturen jedoch überdimensioniert. Aufgrund der hohen Kosten und des begrenzten Platzes auf einer Trägerrakete sind alternative Lösungen gefragt. Das Münchener Studententeam AIMIS-FYT nahm sich der Problematik an und arbeitet im Rahmen ihres Studienganges der Luft- und Raumfahrtechnik an einem 3D-Druckverfahren für die kostengünstige Fertigung im Weltraum. Dazu setzen die Studenten auf photoreaktives Harz und UV-Licht, was das Harz erhärtet. Für experimentelle Tests des Verfahrens in der Schwerelosigkeit musste ein 3D-Drucker konstruiert und gebaut werden. Auf der Suche nach der passenden Antriebstechnik wandten sich die Ingenieure an den motion plastics Spezialisten igus und wurden mit den drylin SAW-Linearachsen fündig. Die Linearmodule kommen in den zwei z-Achsen sowie in der x-Achse des Druckers zum Einsatz und bilden damit die zentrale Antriebseinheit. Die Linearachsen überzeugen vor allem durch ihr geringes Gewicht, denn sie bestehen uns Aluminium und wartungsfreien Gleitelementen aus Hochleistungskunstoff. Zur Reduzierung des Spiels der schmiermittelfreien und schmutzunempfindlichen Polymer-Lineargleiter, griffen die angehenden Ingenieure auf einstellbare Lager zurück. Damit der Druckfaden auch rotiert werden kann, wurde eine kompakte robolink D-Drehachse mit Schneckengetriebe in den Drucker eingebaut.

Erfolgreiche Testreihe unter realen Bedingungen
Um den Drucker und das Verfahren zu testen, bewarb sich das Team für das FlyYourThesis!-Programm der Europäischen Weltraumagentur (ESA) und erhielt die Zusage. Im November und Dezember 2020 fanden die Parabelflüge statt. Erreicht das Flugzeug den Höhepunkt des Steigfluges und kippt in den Sinkflug ab, so kommt es zu einer Mikrogravitation, ganz ähnlich der Schwerelosigkeit im Weltraum. Ideale Bedingungen für einen Real-Test des Druckers. „Die Linearachsen liefen bei allen Experimenten stets ohne Probleme, sodass wir bei jeder Parabel einen kleinen Stab und auch kleine Fachwerkstrukturen drucken konnten“, freut sich Torben Schäfer vom Team AIMIS-FYT.

„young engineers support“ von igus fördert innovative Projekte
Projekte wie AMIS-FYT fördert igus im Rahmen des young engineers support (yes). Mit der Hochschulinitiative möchte igus Schüler, Studenten und Dozenten mit kostenlosen Mustern, Hochschulrabatten und Sponsoring sowie bei der Entwicklung innovativer Projekte unterstützen. Mehr Informationen über den Hochschulsupport erfahren Sie unter www.igus.de/yes.

Über IGUS:
Die igus GmbH entwickelt und produziert motion plastics. Diese schmierfreien Hochleistungskunststoffe verbessern die Technik und senken Kosten überall dort, wo sich etwas bewegt. Bei Energiezuführungen, hochflexiblen Kabeln, Gleit- und Linearlagern sowie der Gewindetechnik aus Tribopolymeren führt igus weltweit die Märkte an. Das Familienunternehmen mit Sitz in Köln ist in 35 Ländern vertreten und beschäftigt weltweit 4.150 Mitarbeiter. 2019 erwirtschaftete igus einen Umsatz von 764 Millionen Euro. Die Forschung in den größten Testlabors der Branche produziert laufend Innovationen und mehr Sicherheit für die Anwender. 234.000 Artikel sind ab Lager lieferbar und die Lebensdauer ist online berechenbar. In den letzten Jahren expandierte das Unternehmen auch durch interne Start-ups, zum Beispiel für Kugellager, Robotergetriebe, 3D-Druck, die Plattform RBTX für Lean Robotics und intelligente „smart plastics“ für die Industrie 4.0. Zu den wichtigsten Umweltinvestitionen zählen das „chainge“ Programm – das Recycling von gebrauchten e-ketten – und die Beteiligung an einer Firma, die aus Plastikmüll wieder Öl gewinnt. (Plastic2Oil).

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• 3D-Drucker in der Raumfahrt

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Ein Beitrag von Jan-Steffen Fischer. Quelle: Eigene Bilder.

Gegen 10:00 Uhr begann das umfangreiche Programm. Erste Station war das Institut für Werkstoff-Forschung. Hier wurden die aktuellen Forschungen an einer Beschichtung für Triebwerksschaufeln vorgestellt. Weiter ging es in den Werkstätten des Systemhaus Technik, in dem es um den Prozess „vom virtuellen Produkt zum fertigen Windkanalmodell“ ging. Hier erklären Ingenieure CAD, die Fräs- und Drehmaschinen liefen und produzierten kleine Astronauten sowie ein großes Modell eines Spaceshuttles.

Ein Highlight dort war der „3D-Drucker“ für Metall. Bei dieser Technik wird – anders als beim Kunststoffdrucker – zunächst das Metallpulver (z.B. Aluminium, Titan) aufgetragen und anschließend mit einem Laser verschmolzen. Dies wird Schicht für Schicht gemacht, bis das Produkt fertig ist. Dabei können gleichzeitig viele verschiedene einzelne Bauteile produziert werden.

Weiter ging es im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik mit Plasmawindkanälen sowie den Hyper- und Überschallwindkanälen. Hier wurden Messmethoden für den Staudruck, für Schlieren und Strömungen vorgestellt. Auch hier war die Testeinrichtung beeindruckend.

Zwischendurch fanden immer wieder interessante Vorträge im Casino statt, so z.B. einer über die Rosetta-Mission, welche nächstes Jahr ihr Ziel erreicht. Hier gab es auch Infostände zu Arbeitsplätzen beim DLR sowie zum Archiv und einen Tisch mit vielen interessanten Broschüren über das Raumfahrtmanagement.

Es folgte ein weiteres Highlight des Tages, die Flugzeugausstellung. Hier gab es von der Luftwaffe u.a. je einen Tornado und einen Eurofighter, und außerdem Flugzeuge der Flugbereitschaft zu bestaunen. Neben der Luftwaffe stellte das DLR seine Forschungsflotte vor. Dann gab es noch eine Boeing von UPS und von FedEx. Das tolle daran war, dass letztere mit geöffneter Triebwerksverkleidung betrachtet werden konnte, was einen nicht alltäglichen Einblick ermöglichte.

Auf dem Gelände gab es zudem Infostände von ESA und DLR, von Zeitschriftenverlagen, Astronomie-, Modell- und Raketenbauvereinen, usw.. Zudem waren viele Essens- und Verkaufsstände vorhanden und als weiteres Highlight Zelte, in den man Autogramme von Astronauten bekommen konnte. Eine tolle Möglichkeit die Astronauten auch mal persönlich zu treffen, welche sonst am Tag sehr stark vertreten waren. So gab es viele Vorträge von ihnen und sie waren auch für Fragen offen.

Neben diesen ganzen Möglichkeiten bildete die Radiobühne von WDR 2 mit Interviews und Musik auf dem ganzen Gelände einen tollen Hintergrund. So bekam man auch den erfolgreichen Weltrekordversuch mit, selbst man nicht unmittelbar vor Ort war. Ein Kran hob und hielt einen 15t-Lastwagen, der nur mit einer Scheckkarten-großen Klebstofffläche mit der Hebeeinrichtung verbunden war. Auch für Familien und Kinder gab es übrigens tolle Möglichkeiten und Programmpunkte.

Krönender Abschluss des Tages war die Präsentation des Tauchbeckens, wo mit André Kuipers das Astronautentraining und die Sicherheitsvorkehrungen bei einer EVA, also einem Ausstieg ins All, erklärt wurden. Danach ging es noch kurz ins Astronautenzentrum. Auch wenn das Betreten der Module nicht mehr möglich war, war es doch ein lohnenswerter Blick in die Halle.

Nach acht Stunden mit vielen neuen Eindrücken und tollen Informationen gingen alle etwas müde vom Gelände, und mit dem Schuttlebus konnte man zum Bahnhof fahren. Auf dem Gelände fand übrigens das SocialSpace-Treffen von ESA und DLR statt, bei dem andere Mitglieder von Raumfahrer.net dabei waren.

Insgesamt muss ich sagen, dass der Tag der Luft- und Raumfahrt sich gelohnt hat. Einen solchen faszinierenden und interessanten Einblick in die Forschung, die Astronautenausbildung, Durchführung von Missionen und auch den ganzen Bereich der Luft- und Raumfahrt gibt es selten. Um es kurz zu sagen: Es war großartig! Vielen Dank DLR und ESA! Man sieht sich in zwei Jahren wieder!

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: MIS, NASA.

3D-Drucker für Nahrungsmittel, aber vor allem für Ersatz- und Bauteile sowie Werkzeuge, könnten bald alles bisher Dagewesene im Weltraumalltag in den Schatten stellen. Schwierige logistische Entscheidungsprobleme bei der Versorgung von Langzeitmissionen und Fernflügen wären gelöst, wenn beispielsweise ein nennenswerter Anteil der notwendigen Ersatzteile passgenau selber an Bord der Raumschiffe hergestellt werden könnte. Es bedürfte dann nur noch der Rohstoffe. Konsequent fördert die NASA daher ein entsprechendes Projekt im Start-Up-Unternehmen Made in Space über ihr Small Business Innovation and Research Program.

Made in Space wurde 2010 im kalifornische Mountain View gegründet. 2011 kam der Vertrag mit der NASA über die Lieferung eines weltraumfähigen 3D-Druckers für die ISS zustande. Unterschiedliche Prototypen wurden entwickelt und unter den Bedingungen der Mikrogravitation getestet. Dafür wurden vier Flüge mit jeweils 32 Parabeln an Bord einer Boeing 727 der Zero-G Corporation durchgeführt. Heraus kam eine Engineering Test Unit (ETU), die in weiteren Parabelflügen bewies, dass ein 3D-Drucker auch unter den Bedingungen der Mikrogravitation zufriedenstellend arbeiten kann. Unsicherheit bestand hinsichtlich der Haftung zwischen den einzelnen, aufeinander aufbauenden Druckschichten, dem Präzisionsvermögen und der generellen Festigkeit der dreidimensionalen Druckerzeugnisse aus der Schwerlosigkeit. Die Versuche Anfang Juni wurden vom Johnson Space Center in Houston, Texas, begleitet.

Die ETU wurde danach am Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen die Belastungen beim Start getestet. Ebenso wurde die Verträglichkeit mit der ISS-Umgebung sowie die Eignung für die Microgravity Glove Box im Destiny-Labor untersucht. Alle Tests sind Teil der Flugzertifizierung und wurden von der ETU überdurchschnittlich schnell erfolgreich durchlaufen. Die Ingenieure von Made in Space sind optimistisch für den seit 15. August 2013 laufenden Critical Design Review. Sie gehen davon aus, dass das ETU-Design diesen Prüfprozess zu 90 Prozent unverändert überstehen wird. Auf dieser Basis wird der eigentliche 3D-Drucker für die ISS hergestellt, der nochmal alle Tests durchlaufen wird.

Wenn auch dies erfolgreich ist, wird der Drucker 2014 voraussichtlich an Bord eines Dragon-Versorgers von SpaceX zur ISS geliefert und mit der Herstellung von Produkten „Made in Space“ beginnen. Noah Paul-Gin, Leiter der Mikrogravitationsexperimente bei Made in Space, schätzt, dass bis zu 30 Prozent der Ersatzteile an Bord der ISS produziert werden könnten. Zudem könnten Spezialwerkzeuge und Teile zur Erweiterung bestehender Experimente kurzfristig vor Ort hergestellt werden.

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