Entwicklung eines volumetrischen 3D-Demonstrators für den experimentellen Hochdurchsatz für Parabelflüge sowie eines darauf abgestimmten Materialsystems; Xolography for 3D printing under microgravity

Abstract

Ziel des Projekts war die Entwicklung eines volumetrischen 3D-Druck-Demonstrators für den experimentellen Hochdurchsatz für Parabelflüge sowie eines darauf abgestimmten Druckmaterialsystems. Unter Mikrogravitationsbedingungen während zweier Parabelflugkampagnen sollten dabei erstmalig Objekte mittels eines volumetrischen 3D-Druckverfahrens hergestellt werden. Zentrale Hypothese des Projektes war: Volumetrischer 3D-Druck (Xolographie) liefert unter Mikrogravitation mindestens gleichwertige Druckqualität wie auf der Erde, ohne dass der Druckprozess - im Gegensatz zu anderen additiven Herstellungsverfahren - methodisch dafür angepasst werden muss. Die hohe Druckgeschwindigkeit der Methode erlaubt es, komplette Druckexperimente während einer 20-sekündigen Mikrogravitationsphase in einer Parabelflugkampagne abzuschließen. So sollte dieses Projekt als Pilotprojekt aufzeigen, dass die konkret benötigten 3D-Druckanwendungen für Weltraummissionen mittels Xolographie kosteneffizient entwickelbar sein werden. Beim Druck mittels Xolographie unter den Bedingungen auf der Erde muss das Ausgangsmaterial eine gewisse Fließgrenze bzw. sehr hohe Viskosität aufweisen, um ein gravitationsvermitteltes Absinken des erhaltenen Bauteils während des volumetrischen Druckes zu unterbinden. Daher sollte im Speziellen untersucht werden, inwieweit der Druck unter Mikrogravitation das Potential birgt, Druckmaterialien jeglicher Rheologie (Fließeigenschaften) zu nutzen und somit das Materialspektrum der Methode für Weltraumanwendungen sogar gegenüber der erdnahen Anwendung zu vergrößern. Motiv der Projektdurchführung ist somit unser technologischer Beitrag zur Raumfahrt der Zukunft. Die Annahme, dass die Xolographie besonders weltraumtauglich ist und die Entwicklung konkreter Anwendungen durch Parabelflugexperimente effizient zu erreichen ist, galt es zu untermauern. Datei-Upload durch TIB