Der französische 3D-Druck-Originalgerätehersteller (OEM) und Dienstleister 3DCeram wurde als offizieller Lieferant des französischen Raumfahrtantriebsherstellers ThrustMe ausgewählt, um 3D-gedruckte Keramikteile für sein Raumfahrtantriebssystem zu liefern.
ThrustMe wird nun versuchen, die Expertise von 3DCeram in der additiven Keramikfertigung zu nutzen und das Potenzial keramischer Materialien für Luft- und Raumfahrtanwendungen zu erschließen. Der Ansatz von ThrustMe zum 3D-Druck von Keramik zielt darauf ab, die Einschränkungen traditioneller Herstellungsmaterialien und -techniken zu überwinden. Das Unternehmen behauptet, dass die additive Fertigung von Keramik eine kompaktere, effizientere und zuverlässigere Lösung als die herkömmliche Fertigung bietet.
Arnaud Roux, Vertriebsmitarbeiter von 3DCeram, kommentierte: „Für 3DCeram sind wir stolz auf unsere Partnerschaft mit ThrustMe, da der erfolgreiche Start einer 3D-gedruckten Keramikkomponente in den Weltraum einen wichtigen Meilenstein in der Anwendung der additiven Fertigung darstellt. Er markiert auch eine neue Ära.“ mit dem komplexe und kundenspezifische Teile effizient hergestellt werden können, geht über die herkömmlichen Fertigungsbeschränkungen hinaus. Dieser große Fortschritt bestätigt nicht nur die Machbarkeit des 3D-Drucks als Produktionswerkzeug, sondern inspiriert uns auch dazu, noch weiter zu gehen und die enormen Möglichkeiten der Zukunft zu erschließen.“
Bild
△3DCeram 3D-Drucker. Foto über 3DCeram.
ThrustMe wendet sich der additiven Fertigung zu
ThrustMe wurde 2017 gegründet und hat sich zu einem der Hauptakteure im neuen Weltraum entwickelt, der sich auf die Miniaturisierung elektrischer Antriebssysteme spezialisiert hat.
Die Ära der „neuen Raumfahrt“ bezieht sich auf die neuesten Entwicklungen und Fortschritte in der Raumfahrtindustrie, die von privaten Unternehmen vorangetrieben werden. Laut Elena Zorzolli Rossi, Produktmanagerin bei ThrustMe, wird die Kommerzialisierung des Weltraums durch den rasanten technologischen Fortschritt vorangetrieben. Zorzolli Rossi behauptet, dass Unternehmen mehr Risiken eingehen, schnell iterieren und neue Ideen ausprobieren müssen, um die Raumfahrtindustrie weiterzuentwickeln. Zorzolli Rossi fügte hinzu: „Die gesamte Produktionskette muss auf neue Raumkosten oder Lieferzeiten vorbereitet sein.“
Im Jahr 2020 demonstrierte ThrustMe erfolgreich das weltweit erste jodbetriebene elektrische Antriebssystem im Weltraum. ThrustMe beliefert nun hauptsächlich große Satellitenträger und hat eine neue Produktionsanlage eröffnet, die 365 Produkte pro Jahr produzieren kann.
Laut Zorzolli Rossi entschied sich ThrustMe nach langer Recherche und Erkundung für die Verwendung des 3D-Drucks, um bestimmte Teile im Triebwerk herzustellen. Bei dieser Entscheidung wurden viele Faktoren berücksichtigt, die die additive Fertigung gegenüber herkömmlichen Fertigungsmethoden überlegen machen.
Zorzolli Rossi erklärt: „Zuallererst muss die Luft- und Raumfahrtindustrie oft komplexe Formen herstellen, die mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden nicht einfach zu erreichen sind. Bei ThrustMe sprechen wir nicht nur über Komplexität, sondern auch über Miniaturisierung, die der Schlüssel zu unserem Produkt ist.“ Entwicklungsanforderungen. In diesem Fall bietet der 3D-Druck eine transformative Lösung, um spezifische Designs mit der von uns benötigten Präzision zu erstellen.“
Darüber hinaus wird die Vielseitigkeit des 3D-Drucks als wesentlicher Vorteil genannt, der es Unternehmen ermöglicht, Designs schnell zu iterieren und zu verfeinern, ohne dass erhebliche Kosten oder Vorlaufzeiten entstehen.
Zorzolli Rossi sagte: „Traditionelle Herstellungsprozesse beinhalten oft die Erstellung von Formen oder Werkzeugen, was zeitaufwändig und teuer sein kann. Mit dem 3D-Druck können wir schnell Prototypen herstellen und Designs mit minimaler Rüstzeit iterieren, was einen flexibleren Entwicklungsprozess ermöglicht.“ verkürzen unsere Markteinführungszeit.“
Bild
△ThrustMe Luft- und Raumfahrtkomponenten. Foto über ThrustMe.
Warum Keramik verwenden?
Zorzolli Rossi sagte: „Wir haben mehrere Faktoren gründlich bewertet, bevor wir uns für ein Keramikmaterial entschieden haben. Die Verwendung von Keramik berücksichtigt mehrere Schlüsselfaktoren im Zusammenhang mit der rauen Weltraumumgebung wie Vakuum und extremen Temperaturbereichen sowie Jodplasma. Spezifische Merkmale des Massenantriebs.“ Systeme (z. B. Hochenergiefluss von Elementarteilchen, Sekundäremission, intensives Sputtern und reaktives Ionenätzen).“
Letztendlich hängt eine wichtige Überlegung, die diese Entscheidung beeinflusst, mit der Umgebung zusammen, in der die Zielkomponente ausgeführt wird. Zorzolli Ross erklärt: „Einige unserer Komponenten sind hohen Temperaturen in chemisch aktiven Plasmaumgebungen ausgesetzt und erfordern Materialien mit ausgezeichneter thermischer und chemischer Beständigkeit. Die am besten geeignete Wahl.“
Auch die breite Wärmeleitfähigkeit von Keramik macht sie zu einer attraktiven Option. Tatsächlich sind eine effiziente Wärmeübertragung und thermische Isolierung für die Komponenten von ThrustMe von entscheidender Bedeutung. Dies trägt dazu bei, den Wärmefluss effizient zu leiten und Überhitzung oder Abkühlung zu verhindern. Keramik verfügt über ein breites Spektrum an leitfähigen Eigenschaften, die eine selektive Wärmeübertragung ermöglichen und eine optimale Leistung dieser Produkte gewährleisten.
Auch die elektrischen Eigenschaften von Keramik spielten bei der Materialauswahl von ThrustMe eine wichtige Rolle. Zorzolli Ross sagte: „Unsere Komponenten benötigten ein Material, das elektrische Hochspannungsdurchschläge effektiv isolieren und verhindern kann. Keramik verfügt über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften und ist daher ideal für die Erfüllung unserer strengen Anforderungen in dieser Hinsicht.“
Bild
△ThrustMe Luft- und Raumfahrtteile. Foto über ThrustMe.
3D-Druck von Weltraumkeramik
Letztes Jahr gab die französische Raumfahrtbehörde bekannt, dass sie die Anwendung des keramischen 3D-Drucks zur Optimierung von Weltraumsubsystemen erforscht. Konkret untersuchten die Forscher, wie der 3D-Druck von Oxidkeramikmaterialien das Design wichtiger Subsysteme für Raumfahrtantriebe verbessern könnte.
Diese Studie zeigt, dass optimierte Yttrium-Aluminium-Granat (YAG)-Xerogele beim 3D-Druck in komplexe Formen wünschenswerte Festigkeits- und Kriechfestigkeitseigenschaften bieten. So könnten 3D-gedruckte YAG-Keramiken als Grundlage für Metalllegierungen dienen, die in zukünftigen Turbinenschaufeln für die Erforschung des Weltraums verwendet werden.
Darüber hinaus ist die Internationale Raumstation (ISS) mit der additiven Keramikfertigungsanlage von MadeIn Space, dem Turbo Ceramic Manufacturing Module (CMM), ausgestattet. Dieses Modul umfasst einen SLA-3D-Drucker, um die Machbarkeit der Herstellung einer einteiligen Keramikturbinenkomponente in einer Mikrogravitationsumgebung zu demonstrieren. Es soll der erste SLA-3D-Drucker sein, der im Orbit betrieben wird.
