Anfang dieses Monats besuchte VoxelMatters die European Space Tech Expo in Bremen, Deutschland, um einen Eindruck davon zu bekommen, wie die europäische Raumfahrtindustrie die 3D-Drucktechnologie einführt – gerade rechtzeitig, um Kontext für unser nächstes Luft- und Raumfahrt-Webinar bereitzustellen. Die diesjährige Ausstellung war die bislang größte und begrüßte mehr als 650 Aussteller aus über 40 verschiedenen Ländern, darunter Start-ups und etablierte Unternehmen – von KI-integrierter Software bis hin zu Hardware auf Basis neuer Materialien, darunter getrocknete Lebensmittel von Space Food und Surrey-Nanosysteme. , der Schöpfer der in seinen Werken verwendeten „Vantablack“-Beschichtung von Anish Kapoor, und STRATOSYST, ein Unternehmen, das nichts mit additiver Fertigung zu tun hat.

Mindestens 25 der ausstellenden Unternehmen nutzten AM in großem Umfang in ihren Angeboten oder verließen sich zur Ergänzung ihrer Angebote auf AM-Drittunternehmen. Die Liste enthält Bike3D, Skyrora, InstekImpact, SLM-Lösungen, 3D-Systeme, Rotes KabelAirbus, Fraunhofer, Ensinger, Alloy Additive, Aenium, Anyshape, ArianeGroup, Bavairia, die Europäische Weltraumorganisation (ESA)Coxspace, Honeywell Aerospace, Intelligintia, LISI LUFT- UND RAUMFAHRTSierra Space, Sandvik Osprey, Rocket Factory Augsburg (RFA), Texas Instruments, der ursprüngliche DLP-Patentinhaber und Halbleiterhersteller, dessen DLP Pico-Chipsatz von Anycubic zur Entwicklung seiner erschwinglichen 3D-Drucker verwendet wurde, und The Exploration Company.

Prototyp entwickeln

Fast alle Hardware-Unternehmen, mit denen wir gesprochen haben, gaben an, dass sie den 3D-Druck irgendwo in ihren Produktionslinien einsetzen, vor allem aber für die Prototypenerstellung. Viele Unternehmen nutzten diese Technologie jedoch für andere „Endverbrauchs“-Teile, wie zum Beispiel gedruckte Logos und Modelle. Obwohl es nicht genau das ist, wonach wir gesucht haben, ist es großartig, die Vielseitigkeit der Technologie außerhalb von Veranstaltungen wie der Formnext persönlich zu sehen.

Die Anwendung des 3D-Drucks beim Prototyping in der Luft- und Raumfahrtindustrie hat nicht nur die Design- und Testphasen beschleunigt, sondern auch ein beispielloses Maß an Anpassung und Innovation ermöglicht. Heutzutage spielt die 3D-Drucktechnologie eine entscheidende Rolle bei der schnellen Herstellung komplexer Komponenten, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht herzustellen wären. Diese Fähigkeit hat erhebliche Auswirkungen auf die Reduzierung von Zeit und Kosten sowie auf die Verbesserung der Leistung und Effizienz von Luft- und Raumfahrtkomponenten. Darüber hinaus ebnet die Möglichkeit, mithilfe des 3D-Drucks schnell Prototypen zu erstellen, den Weg für iterativere und experimentellere Designansätze, die zu Durchbrüchen in der Luft- und Raumfahrttechnik führen, die die Branche revolutionieren könnten. Das durch diese Prototyping-Prozesse gewonnene Wissen ist von unschätzbarem Wert und fördert die Entwicklung endgültiger „Endverbrauchs“-Teile, die die Grenzen des Möglichen in der Luft- und Raumfahrttechnik verschieben.

Bike3D

Velo3D und sein direktster Konkurrent SLM Solutions sind mit Abstand die etabliertesten Metall-3D-Druckunternehmen in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Der erste „Beta“-Partner des Silicon Valley-Unternehmens war SpaceX von Elon Musk. Diese Partnerschaft verschaffte Velo3D die Finanzierung und den Branchenzugang, die für die Entwicklung seiner Technologie erforderlich waren. Mittlerweile verfügt SpaceX über mehrere verschiedene Velo3D-Drucker im eigenen Haus und einige seiner Raketen enthalten mehr als 300 3D-gedruckte Metallteile.

Das Unternehmen unterhält auch Partnerschaften mit anderen Branchenführern wie z Launcher (jetzt Teil von Vast)Primus Aeronautics, Honeywell Aeronautics, Avio SpAund Relativitätsraum – um nur einige zu nennen. Erfahren Sie mehr über die Fähigkeiten des Velo3D Sapphire 3D-Druckers und seine Einsatzmöglichkeiten in der Raumfahrtindustrie Nächstes VoxelMatters-Webinar mit Velo3D und Avio am 6. Dezember.

Instek

Insstek, Südkoreas führendes 3D-Metalldruckunternehmen, das sich auf direkte Metallbearbeitung (DMT) spezialisiert hat, war ebenfalls auf der Messe vertreten und verfügte über einen beträchtlich großen Stand, auf dem seine Balancing Stage, die 3D-Druck in verschiedenen Umgebungen ermöglicht, und sein Narae AM-Roboterarm ausgestellt wurden. System, das Metallpulver anstelle des üblicherweise verwendeten Drahtrohmaterials verarbeitet. Das Unternehmen präsentierte außerdem ein multimetallisches 3D-Druckteil, das es für ein südkoreanisches Luft- und Raumfahrtunternehmen hergestellt hatte. Das Unternehmen behauptet, dass seine Technologie die einzige sei, die die Herstellung eines solchen Teils erlaube. Wenn man es persönlich betrachtet, ist es leicht zu verstehen, dass die Herstellung dieses Stücks unglaublich kompliziert ist.

Partnerschaften zur Raketenherstellung

Die meisten Raketenhersteller nutzen AM durch Partnerschaften mit Unternehmen, die sich ausschließlich auf die Herstellung von AM-Systemen und -Materialien konzentrieren oder die Lücke zwischen Technologieanbietern und Endbenutzern schließen. Sierra Space setzt stark auf additive Fertigung, um die Teileanzahl seines neuen VORTEX VRM1500-H-Motors zu reduzieren. Durch Partnerschaften mit Unternehmen wie Agile Space Industries, die Raketenbooster und Triebwerke im eigenen Haus entwerfen, in 3D drucken und betreiben, ist Sierra Space in der Lage, Teile wie den hydrazinreichen Vorbrenner für das Triebwerk VRM5500-H vom Anfang bis zum Ende zu produzieren. , in nur 19 Wochen.

Das Explorationsunternehmen hat kürzlich eine Partnerschaft mit Leap 71 geschlossen, um Raumfahrtantriebssysteme zu entwickeln, die mithilfe von Algorithmen produktionsreife Teile für den 3D-Druck erzeugen. Das in dieser Partnerschaft verwendete Computational Engineering Model (CEM) ist das erste seiner Art und dürfte die Innovation im Design von Raumfahrzeugsystemen erheblich beschleunigen. Es ist nahezu unmöglich, solche Designs durch andere bekannte Fertigungsformen außerhalb der additiven Fertigung zum Leben zu erwecken.

Dank eines Zuschusses in Höhe von 1 Million AU$ Anfang des Jahres ging Rocket Factory Augsburg (RFA) eine Partnerschaft mit ein Hersteller von 3D-gedruckten Wärmetauschern, Conflux Technology, im Rahmen der Moon to Mars Initiative: Supply Chain Capability Enhancement Grants Program der Australian Space Agency. Ziel der Partnerschaft war die Integration des Conflux-Wärmetauschers – hergestellt auf der EOS M300-4-Anlage mit Monel 500K-Material – in eine Gasleitung einer Orbitalrakete.

Metall, Metall und noch mehr Metall

Angesichts der Haltbarkeit, Temperaturbeständigkeit und Gesamtfestigkeit des Materials macht es durchaus Sinn, dass 3D-gedruckte Endteile aus Metall die am häufigsten verwendeten Teile in der Luft- und Raumfahrt sind.

Andere „untergeordnete“ 3D-Druckverfahren werden ebenfalls eingesetzt, um die Luft- und Raumfahrtindustrie voranzubringen, aber im Vergleich zu 3D-gedruckten Raketentriebwerken ist ihre Wirkung eher vernachlässigbar – zumindest im Moment. Es wird erwartet, dass diese Technologie ein entscheidender Faktor dabei sein wird, die Menschheit zu einer multiplanetaren Spezies zu machen – nicht nur im Hinblick auf den Transport, sondern es ist auch schwer vorstellbar, dass wir Lebensräume auf dem Mond und dem Mars bauen, ohne uns stark auf die 3D-Konstruktionsdrucktechnologie zu stützen Lebensräume auf Mond und Mars schaffen. Verwendung lokaler Materialien. Derzeit ist jedoch Metall das wichtigste Material, insbesondere solche, die durch WAAM und Laser-Pulverbettschmelzen verarbeitet werden.

Kontinuierliche Fortschritte in der Metall-3D-Drucktechnologie, einschließlich der Verfeinerung von Metallpulvern und der Präzision von Lasersinterprozessen, führen zur Schaffung von Bauteilen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, komplexeren Geometrien und reduziertem Gewicht. Diese Fortschritte sind für das Streben der Luft- und Raumfahrtindustrie nach effizienteren, zuverlässigeren und nachhaltigeren Weltraumforschungstechnologien von entscheidender Bedeutung.