Sektor Raumfahrt
Raumfahrt

CRP Technology revolutioniert die Welt der Nanosatelliten mit der Struktur eines 3U Cubesat, der mit einem professionellen, weltraumtauglichen 3D-Druckverfahren mit PBF hergestellt wurde

Die tragende Struktur eines 3U Cubesat wurde mit 3D-Druck und dem Material Windform® XT 2.0 hergestellt. Der Nano-Satellit ist für den Flug in einer niedrigen Erdumlaufbahn konfiguriert.

Im 3D-Druck hergestelltes Demonstrationsmodell eines weltraumtauglichen 3U CubeSat
Zusammenfassend

Anwendung

Technologisches Demonstrationsmodell eines 3U CubeSat

Lösung

Selektives Lasersintern und das kohlefaserverstärkte Verbundmaterial Windform® XT 2.0

Herausforderung

Herstellung eines 3U CubeSat mit einer Form, die die Anforderungen an Design und Freisetzung in den Weltraum in Bezug auf Größe, Ebenheit und Rauheit, Optimierung der Masse, Integration interner Teile sowie Ausgasung, UV-Beständigkeit, Wärmeausdehnung und Gesamtabmessungen erfüllt.

Funktionen der Anwendung

Zum Test im Feld
Einhaltung der Ausgasungsanforderungen
Funktionales Bauteil
Hohe mechanische Leistungen
Leicht
Beständig gegen Thermalvakuumtests
Geeignet für den Weltraum/die Luftfahrt

Kundenanforderung

Kundenspezifische Anpassung
Einhaltung der hohen Qualitätsstandards des Nutzers
Um die Hälfte kürzere Produktionszeiten
Keine Werkzeugkosten
Verkürzte Markteinführungszeit
Sehr hohe Präzision

Erbrachte Dienstleistungen

Umfassende technische Unterstützung
Beratung bei kritischen Anwendungen
Auswahl der Technologie und der geeigneten Materialien
Endkontrolle und -abnahme

Im 3D-Druck hergestelltes Demonstrationsmodell eines weltraumtauglichen 3U CubeSat
Im 3D-Druck hergestelltes Demonstrationsmodell eines weltraumtauglichen 3U CubeSat

Die Raumfahrtindustrie befindet sich aufgrund der Revolution, die durch die steigende Zahl der produzierten und in die Umlaufbahn gebrachten Kleinsatelliten ausgelöst wird, im Umbruch.

Die additiven Fertigungstechnologien haben nicht nur dazu beigetragen, dass dieser radikale Wandel vollzogen werden konnte, sondern sie haben auch selbst mit der Herstellung von Strukturkomponenten für miniaturisierte Satelliten unter Verwendung von Hochleistungsverbundwerkstoffen neue Höhen erreicht.
Obwohl noch viel zu tun ist, um eine umfassende Nutzung des professionellen 3D-Drucks für Raumfahrtanwendungen zu erreichen, hat CRP Technology ein beträchtliches Fachwissen in diesem Bereich entwickelt und bietet Spitzenlösungen für weltweit führende Unternehmen der Branche an.

Ein aktuelles Beispiel ist die Zusammenarbeit von CRP Technology mit LISA.

Das in Modena ansässige Unternehmen mit über 25 Jahren Erfahrung in der Anwendung und Entwicklung von additiven Fertigungstechnologien und -materialien hat gemeinsam mit dem Interuniversitären Labor der Universität Paris-Est Créteil (Laboratoire InterUniversitaire des Système Atmosphérique; besser bekannt unter dem Akronym LISA) einen Nanosatelliten in Form eines 3U CubeSat im 3D-Druck hergestellt.

Das Projekt wurde von CNES und der Space Campus University betreut.

Ziel war die Entwicklung und der Bau eines CubeSat, der in einer niedrigen Erdumlaufbahn flugfähig ist.

Das Ingenieurteam von LISA und CNES beschloss, CRP Technology mit dem Bau des Nanosatelliten zu betrauen.

Der Projektleiter von LISA kommentierte dies wie folgt: „Durch den Einsatz des Lasersinterverfahrens und der Hochleistungsverbundwerkstoffe aus der Windform® TOP-LINE, die beide von CRP Technology bereitgestellt werden, konnten wir sicher sein, dass wir in der Lage sein würden, schon in der Entwurfsphase eine Struktur zu schaffen, die den erforderlichen Kriterien entspricht.“

Der Demonstrator musste für Vibrationstests (zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit beim Start) und Vakuumtests für thermische Zyklen geeignet sein. Darüber hinaus musste er den Ausgasungsanforderungen standhalten.

Rahmen für die Öffnung des Solarpaneels, das in die im 3D-Druck hergestellte Struktur integriert ist. Rechts: in die im 3D-Druck hergestellte Struktur integrierter Batteriehalter - mit freundlicher Genehmigung von LISA
Rahmen für die Öffnung des Solarpaneels, das in die im 3D-Druck hergestellte Struktur integriert ist. Rechts: in die im 3D-Druck hergestellte Struktur integrierter Batteriehalter - mit freundlicher Genehmigung von LISA

„Das Projekt wurde unter Berücksichtigung all dieser Einschränkungen umgesetzt“, fügt der LISA-Projektleiter hinzu. „Die Unterstützung von CRP Technology war entscheidend für das Erreichen unserer Ziele.
Die Materialien der Windform® TOP-LINE und das Verfahren des selektiven Lasersinterns ermöglichten es uns außerdem, die Masse zu reduzieren und die Integration der Teile in den CubeSat zu optimieren.“

Die Struktur des CubeSat ist entscheidend für den Erfolg der gesamten Mission, da sie auch die Anforderungen der Startrampe in Bezug auf Abmessungen, Ebenheit und Rauheit, Ausgasung, UV-Beständigkeit, thermische Ausdehnung und andere allgemeine Platzbeschränkungen erfüllen muss.
Denn wenn die Struktur brechen oder in der Trägerrakete steckenbleiben sollte, ist die Mission vorbei.

Der 3U-CubeSat OGMS-SA (OutGassing Material Study by Spectroscopy Analysis) mit montierten Solarpaneelen und Antennen - mit freundlicher Genehmigung von LISA
Der 3U-CubeSat OGMS-SA (OutGassing Material Study by Spectroscopy Analysis) mit montierten Solarpaneelen und Antennen - mit freundlicher Genehmigung von LISA

Die Aufgabe war schwierig, aber dank der langjährigen Erfahrung auf dem Gebiet der additiven Fertigung zur Unterstützung der fortschrittlichsten Industriesektoren nahm CRP Technology die Herausforderung an.

Die Tätigkeit der 3D-Druckabteilung von CRP Technology konzentrierte sich von Anfang an auf die Optimierung und das Erreichen der geforderten Ziele, wobei eng mit dem Ingenieursteam von LISA zusammengearbeitet wurde.
Die Arbeit begann mit einer genauen Analyse der 2D- und 3D-Dateien.
CRP Technology schlug dem LISA-Team eine Reihe von Änderungen vor, um die Geometrien der Teile zu verbessern und so die Ziele in Bezug auf die Optimierung der Masse und die Integration der internen Teile zu erreichen.

Dank der Lasersintertechnologie von CRP und dem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff Windform® XT 2.0 haben wir wichtige Vorteile für den Satelliten erzielt, darunter die Reduzierung des Gewichts, den Einbau interner Komponenten, die Kontrolle der Ausgasung und die geringe Oberflächenrauheit. Wir sind mehr als zufrieden und halten das kohlefaserverstärkte Windform® XT 2.0 für ein revolutionäres Material für Kleinsatelliten und deren Entwicklung. Unser Traum? Dass die additive Fertigung zunehmend in der Raumfahrt eingesetzt wird.
Das Team von LISA