3D-Druck für die Raumfahrtindustrie
Vom Prototyp zur Startrampe - Innovative Technologien vorantreiben
Additive Fertigung für Raumfahrtantriebe, Satellitenteile, Raketentriebwerke und mehr
Raumfahrzeuge und Satelliten waren schon immer auf neue und fortschrittliche Technologien angewiesen. Heute ist es der 3D-Druck, der neue Design- und Fertigungsmöglichkeiten eröffnet, selbst für die wichtigsten Teile. Immer mehr junge Unternehmen drängen in die Raumfahrtindustrie - mit dem Wissen, dass die 3D-Drucktechnologie in der Lage ist, die strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie zu erfüllen und dabei insgesamt kosteneffizient zu bleiben.
Fokus auf Geschwindigkeit und Effizienz
Gerade im schnell wachsenden Markt der kommerziellen Raumfahrtanwendungen spielt die Fähigkeit, Prototypen und Kleinserien zu fertigen, eine entscheidende Rolle. An Luft- und Raumfahrtteile werden oft extreme kundenspezifische Anforderungen gestellt, die sich perfekt mit den Möglichkeiten der additiven Fertigung decken.
Die additive Fertigung ermöglicht auch die Verwendung kundenspezifischer Materialien wie Kupferlegierungen, die auf herkömmliche Weise nur sehr schwer und teuer zu verarbeiten wären.
Deshalb ist EOS der richtige Partner
Für Satellitenraketen suchen die meisten Unternehmen nach einem Fertigungsverfahren auf Metallbasis, um komplexe oder anderweitig schwierige Teile herzustellen.
- EOS ist ein führender Anbieter von Systemen und Werkstoffen für die direkte Metall-Laserverfestigung (DMLS), ein pulverbettbasiertes Fertigungsverfahren für Teile höchster Qualität, die zuverlässig, reproduzierbar und kosteneffizient sind.
- Die Industrie vertraut auf die Lösungen von EOS, weil wir die größte Installationsbasis von industriellen 3D-Druckern haben.
- Anspruchsvolle Betriebsbedingungen erfordern hervorragende Werkstoffe. EOS bietet eine umfassende Auswahl an Metallwerkstoffen für optimale Produkteigenschaften, darunter Kupfer und Titan.
- Mit dem EOS Ökosystem sind wir Teil eines vielschichtigen Netzwerks, das Kompetenzen bündelt und in der Lage ist, kundenspezifische Fertigungslösungen über die gesamte Wertschöpfungskette von der Idee über das Design, die Produktion, die Nachbearbeitung bis hin zum fertigen Teil zu realisieren.
- Die Freiheit des Designs war schon immer eines der Leitprinzipien von AM, das Bauteilstrukturen und Anwendungen ermöglicht, die mit herkömmlichen Produktionsverfahren nicht herstellbar waren. Die Partnerschaft zwischen EOS und Hyperganic hebt diesen Ansatz nun auf die nächste Stufe für Komponenten von Raumfahrtantrieben.
Wichtige Anwendungen in der Raumfahrt
EOS-Erfolgsgeschichten
Wetterdaten, Kommunikation, globale Ortungssysteme, globale Bilder und Karten - immer mehr Dienste nutzen die Vorteile von Kleinsatelliten oder sind in einigen Fällen sogar vollständig von ihnen abhängig. Um diese Mikrosatelliten in die Umlaufbahn zu bringen, werden kleine Trägerraketen benötigt. Die Nachfrage nach diesen Trägerraketen nimmt stetig zu. In den letzten Jahren ist diese "New Space"-Industrie mit vielen verschiedenen Neugründungen und Unternehmen, die sich auf die Entwicklung spezialisiert haben, rasch aufgeblüht. Das Unternehmen, dem es gelingt, die größte Nutzlast mit dem effizientesten Antrieb ins All zu befördern, wird das Rennen gewinnen.
Die additive Fertigung ist der wichtigste Ansatz, um die Kosten niedrig zu halten und gleichzeitig ein optimales Triebwerkskonzept zu erhalten, aber das funktioniert nur, wenn das Triebwerk in einem einzigen Stück 3D-gedruckt werden kann.
3D-Druck eines Raketentriebwerks
Der 3D-Druck bietet beim Bau von Raketentriebwerken entscheidende Vorteile. Außerdem kann die Funktionalität von Teilen völlig neu erdacht und erfunden werden: Sie können zum Beispiel integrierte Kühlkanäle in eine Brennkammer integrieren oder mehrere Teile zu einem einzigen All-in-One-Design zusammenfassen.
"Mit Unterstützung von EOS und AMCM arbeitet das US-amerikanische Start-up-Unternehmen LAUNCHER daran, kleine bis mittelgroße Nutzlasten effizienter als je zuvor ins All zu befördern. Das Ergebnis sind neuartige und innovative Raketenkonzepte - und das weltweit größte Raketentriebwerk, das jemals additiv in einem Stück gefertigt wurde."
Das Triebwerk basiert auf einem Standard-Raketendesign, ist aber für eine optimale Kühlung mit internen Rippen erweitert. LAUNCHER hat dieses neue Design dank 3D-Druck schnell und kosteneffizient konstruiert, getestet und weiterentwickelt.
Der größte einteilige 3D-gedruckte Raketentriebwerk der Welt
Zu den Hindernissen gehörten die Größe des Bauraums und die schwierigen Materialeigenschaften. AMCM, ein Unternehmen der EOS Gruppe, das auf Kundenwünsche zugeschnittene Spezialmaschinen anbietet, nahm diese Herausforderung an.
"Die Brennkammer, die auf den M4K-Maschinen von AMCM aus einer Kupferlegierung 3D-gedruckt wurde, ist die größte einteilige Brennkammer für Flüssigkeitsraketentriebwerke der Welt."
Die Kammer ist 86 cm hoch und hat einen Auslassdüsendurchmesser von 41 cm (16 in).
Der Booster gewann kürzlich einen mit 1,5 Millionen Dollar dotierten Preis auf dem US Air Force Space Pitch Day, der zur Beschleunigung des Entwicklungs- und Testprogramms des E-2-Boosters veranstaltet wurde. Die ersten groß angelegten Testläufe sind bereits geplant.
Die Animation zeigt die vollständige Brennkammer mit additiv und konventionell gefertigten Teilen.
"Traditionell erfordert die Herstellung dieser Art von Teilen Millionen von Dollar an Investitionen in Spezialmaschinen. Mit dem 3D-Druck gibt es jetzt die Möglichkeit, Brennkammer, Düse und Hals in einem einzigen Stück zu drucken. Dank dieses Fortschritts ist unsere Arbeit so einfach wie nie zuvor."
Max Haot | Gründer | Launcher
EOS-Erfolgsgeschichte
Einspritzkopf für Ariane 6 Raketentriebwerke
Die ArianeGroup entschied sich für den industriellen 3D-Druck, um eine wichtige Triebwerkskomponente für ihre neue Ariane 6-Raketenstufe zu produzieren, mit dem Ziel, die ursprünglichen 248 Teile zu konsolidieren und die Stückkosten zu senken. In Zusammenarbeit mit dem Team von EOS Additive Minds wurden die Risiken analysiert, die Kosten geschätzt und der Produktionsprozess optimiert, einschließlich Layout-Design und Ablaufplanung.
Die Zusammenarbeit führte zu großartigen Ergebnissen:
- -2165 Stunden reduzierte Produktionszeit
- -50 % geringere Kosten
- -247 Einzelteile auf ein einziges Teil reduziert
- Funktionsintegration
Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr darüber zu erfahren.
"Das Ariane-Programm verbindet unsere Innovationskraft mit dem Know-how von EOS. Gemeinsam bereiten wir uns auf die additive Fertigung des Einspritzkopfes für ein Raketentriebwerk vor. Die Ergebnisse sind beeindruckend - eine deutlich verkürzte Produktionszeit und eine Reduzierung der Kosten um 50 %."
Dr.-Ing. Steffen Beyer | Leiter Produktionstechnik - Materialien & Prozesse | ArianeGroup
