Der Mensch war schon immer bestrebt, den Weltraum zu erforschen und hat zu diesem Zweck verschiedene Technologien eingesetzt, darunter auch die 3D-Drucktechnologie. Obwohl der Einsatz des 3D-Drucks im Weltraum erst wenige Jahrzehnte alt ist, erfreut er sich immer größerer Beliebtheit. 3D-Druck wird zur Herstellung von Raketen, Satelliten und anderen Geräten verwendet.
3D-Druck zur Herstellung von Raketen und Satelliten
Der 3D-Druck kann zur Herstellung von Teilen mit komplexen Strukturen verwendet werden, was zu zwei Vorteilen führen kann: 1) Die Topologieoptimierung wird vollständig unterstützt und 2) Die Integration mehrerer Teile zu einem Ganzen kann letztendlich zu einer Leichtbauweise der Teile führen. Darüber hinaus bietet der 3D-Druck bei der Herstellung kleiner Stückzahlen einen Kostenvorteil. Daher nutzen viele Organisationen und Unternehmen im Luftfahrtbereich die 3D-Drucktechnologie, um Teile für Raketen und Satelliten herzustellen.
Beispielsweise hat Airbus im vergangenen Jahr Hochfrequenzkomponenten (RF) für zwei Eurostar Neo-Satelliten und den MIT-Nanosatelliten in 3D gedruckt.
Das Griffin Mission One (GM1)-Team von Astrobotic arbeitete mit Agile Space Industries zusammen, um Triebwerke für den Griffin-Mondlander in 3D zu drucken.
Das spanische Unternehmen Pangea hat ein 3D-gedrucktes Raketentriebwerk entwickelt, das 15 Prozent effizienter ist als herkömmliche Triebwerke.
Die NASA entwirft auch zukünftige Raketen im Rahmen des RAMPT-Programms (Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology). Darüber hinaus nutzen die Raketenunternehmen SpaceX und Relativity Space beide die 3D-Drucktechnologie, um Teile für ihre Raketen herzustellen.
3D-Druck der Raumstation
Mit der aktuellen menschlichen Technologie ist die Fähigkeit, Materialien in den Weltraum zu schicken, immer noch relativ begrenzt, hauptsächlich aus zwei Aspekten: zum einen wegen der hohen Kosten und zum anderen wegen der begrenzten Belastung. Daher haben Forscher damit begonnen, die Möglichkeit des 3D-Drucks verschiedener Teile der Raumstation zu untersuchen. Beispielsweise haben Incus und die Europäische Weltraumorganisation (ESA) eine Partnerschaft geschlossen, um den lithographiebasierten Metallherstellungsprozess von Incus zu testen und herauszufinden, ob er für die Herstellung von Teilen auf der Mondbasis aus Altmetall oder vorhandenen Oberflächenmaterialien verwendet werden kann. Auch die Internationale Raumstation führt derzeit Experimente durch, um herauszufinden, ob die Bioprinting-Technologie in Zukunft eingesetzt werden kann.
Mond- und Marsbasen
In Science-Fiction-Filmen ist es sehr einfach, Stützpunkte auf anderen Planeten zu errichten. Doch für Menschen ist es heutzutage immer noch sehr schwierig, Stützpunkte auf Mond und Mars zu errichten. Allein der Transport der Baumaterialien zum Mond oder Mars ist sehr schwierig. Daher dachten die Forscher erneut über den 3D-Druck nach, basierend auf der 3D-Drucktechnologie, um mit vorhandenen Materialien Stützpunkte auf dem Mond oder dem Mars zu bauen. Bisher gab es eine Reihe solcher Projekte, angefangen mit ICONs Project Olympus, das darauf abzielt, Prototypen eines möglichen zukünftigen vollwertigen additiven Konstruktionssystems zu testen und zu entwickeln, das Infrastruktur auf dem Mond drucken könnte. Redwire hat eine ähnliche Idee wie sie schickte Vorräte aus Redwires Weathered Layer Printing (RRP)-Forschung zur Internationalen Raumstation, um herauszufinden, ob es möglich ist, 3D-Drucke mit Mondverwitterungsschichten, losem Gestein und Erde durchzuführen, um nach Bedarf Lebensräume und Monde auf anderen Planeten zu schaffen. Es gibt noch mehr, darunter Marsha Design von AI SpaceFactory, das ein Gewinner der 3D Printed Habitat Challenge der NASA Centennial Challenge, Luyten und der ESA-Programme ist.
3D-gedruckte Kleidung
Eine weitere Anwendung des 3D-Drucks im Weltraum ist die Herstellung von Kleidung, die für Weltraummissionen benötigt wird. spaceX hat 3D-gedruckte Raumanzüge und Helme hergestellt, die problemlos mit Desktop-3D-Druckern repliziert werden können. Jeder Helm verfügt über ein Visier, Ventile, Schlösser und ein Mikrofon und die Anzüge erfüllen die Anforderungen für die Raumfahrt. Bei der Herstellung dieses Kleidungsstücks wurde die zum Bedrucken der Helme verwendete FDM-Methode verwendet, da es eine größere Auswahl an fortschrittlichen Materialien wie PEKK bietet.
