Die Systemgruppe Kleinsatelliten befasst sich mit der Entwicklung von Satellitentechnologie für Forschungsmissionen. Als neuste SG der ERIG ist ihr Ziel, Kompetenzen in Entwicklung, Fertigung und Betrieb von Kleinsatelliten sowie insbesondere deren wissenschaftlichen Nutzlasten aufzubauen und dauerhaft in der ERIG zu behalten.
Die SG Kleinsatelliten trifft sich momentan jeden Freitag um 16 Uhr in der ERIG sowie online. Zu erreichen sind sie unter iloop@er-ig.de.
Das Projekt iLOOP (infinite Length On-Orbit Printing)
Momentan arbeiten die Mitglieder der SG Kleinsatelliten in Kooperation mit dem Institut für Raumfahrtsysteme (IRaS) der TU Braunschweig am Forschungsprojekt iLOOP, dessen Ziel die Entwicklung einer Payload für einen CubeSat ist. Die Payload, also die wissenschaftliche Nutzlast des Satelliten, beinhaltet einen kleinen 3D-Drucker. Dieser soll unter den Bedingungen des Weltraums das Hochleistungsthermoplast PEEK auf einem beweglichen Förderband drucken können. Durch Schrägstellung des Hotends wird somit das Druckvolumen des 3D-Druckers in einer Dimension ins unendliche verlängert.
Das Projekt iLOOP wird im Rahmen der Kleinsatelliteninitiative der Bundesregierung über das DLR gefördert.
3D-Druck im Weltall – Warum?
Der Start von Raumfahrzeugen, Satelliten und Sonden in den Weltraum war schon immer eine große Herausforderung. Zwei Faktoren, welche die Kosten und Komplexität stark beeinflussen, sind das Volumen und Gewicht der Nutzlast. Dank neuer Entwicklungen, vor allem auf den Gebieten des Leichtbaus und der Werkstofftechnik, ist heutzutage oft nicht die Masse, sondern das Volumen der begrenzende Faktor.
Um den benötigten Platz innerhalb der Nutzlastverkleidung zu minimieren, ist die additive Fertigung im All in den Fokus der aktuellen Forschung gerückt. Dabei wird ein 3D-Drucker inklusive des benötigten Materials in den Erdorbit gebracht, um vor Ort Strukturen zu fertigen, deren Volumen das der ursprünglichen Nutzlast übersteigt. Zusätzlich erlaubt diese Art der Fertigung die Herstellung von Strukturen, welche den beim Start auftretenden Belastungen nicht standhalten würden.
Der Tech-Demonstrator Alpha (TDA)
Der TDA ist der erste Demonstrator des Projekts. Unser Ziel ist es dabei, das Hochleistungsthermoplast PEEK sowie weitere Materialien auf einem Förderband im Vakuum zu drucken. So sollen Techniken erprobt und Probleme gelöst werden, bevor die Technologie weiterentwickelt wird.
Der Portalwinkel des TDA kann zwischen 30° und 60° frei eingestellt werden, um den optimalen Druckwinkel auf dem Förderband zu ermitteln. Der Druckkopf wird vorerst mit Wasser gekühlt, später wollen wir auch weitere, für den Gebrauch im Weltall geeignetere, Möglichkeiten der Kühlung testen.
Der Drucker wurde von uns konstruiert, gefertigt und kalibriert. Stand Juli 2024 wurde der Drucker erfolgreich in der Atmosphäre in Betrieb genommen und ein erster Testdruck produziert.
Um die optimalen Druckparameter für die Druckmaterialien PEEK, PEKK und PEI zu ermitteln, ist eine Reihe an Testdrucken geplant. Diese sollen sowohl im Vakuum als auch an der Atmosphäre stattfinden. Die Ergebnisse der Testreihe sollen als wissenschaftliches Paper aufbereitet und veröffentlicht werden.
Wir waren auf dem Deutschen Luft- und Raumfahrtkongress 2023! Unser Poster zu iLOOP kannst du hier als PDF herunterladen.
