3D-Druck im Weltraum

  • 19.07.18 11:27

Leben auf dem Mond ist längst keine filmische Fiktion mehr, sondern erklärtes Ziel von Forschung und Raumfahrtindustrie. Es werden neue Technologien benötigt, um Mondbasen, Werkzeuge und Ausrüstung herzustellen. Innovative Materialien und Prozesse sind erforderlich, die Ressourcen vor Ort einbinden und nach der Gebrauchsphase einem Recycling zuführen können, um nicht als Weltraumschrott zu enden. An diesen zukunftsweisenden Themen arbeiten Recycling-Experten der Ostfalia Hochschule.

Raumstation

Raumstationen auf dem Mond nehmen Gestalt an: Neue Technologien sollen  es ermöglichen, Habitate und Werkzeuge vor Ort herzustellen, lokale Materialien  einzubinden und genutzte Bauteile einem Recycling zuzuführen.

Polymere sind leichte Werkstoffe, die aufgrund ihrer geringen Dichte und des vielseitigen Anwendungsspektrums für Weltraumerkundungen zu berücksichtigen sind. "Sie lassen sich funktionalisieren und rezyklieren, sind allerdings im Weltraum auch extremen Umwelteinflüssen ausgesetzt", nennt Prof. Achim Schmiemann vom Institut für Recycling eine der Herausforderungen. "Herkömmliche Kunststoffe sind ohne Schutz vor kosmischer Strahlung gänzlich ungeeignet." Er und sein Team erforschen, welche Werkstoffe und Fertigungsverfahren sich für den Orbit eignen. Sie wollen geeignete Materialien und Werkstoffkonzepte für den Weltraumeinsatz auswählen, mit Zusatzfunktionen ausrüsten, charakterisieren und zu Gegenständen verarbeiten. "Denkbar sind alle Bauteile aus Kunststoff, die wir auch auf der Erde kennen", sagt Schmiemann. Im Projekt 3D4Space plant sein Team, gemeinsam mit der  echnischen Universität und der Hochschule für Bildende Künste in Braunschweig, Habitate für den Mond, die gedruckt werden sollen. Besonders schwierig wird es sein, hierfür genügend Energie zur Verfügung zu stellen. Thermoplaste, die sich mittels Schmelzschichtverfahren wiederholt bearbeiten lassen, eignen sich für diese Zwecke besonders, aber auch Metalle und Mondgestein sind vorgesehen. "Die zukünftig auf dem Mond oder Mars gedruckten Bauteile und Strukturen sollen nach ihrer Nutzung nicht als Weltraumschrott enden, sondern rezykliert werden", betont Schmiemann den ressourceneffizienten Anspruch. Um die Haltbarkeit der extrem beanspruchten Kunststoffe zu erhöhen und eine Wiederverwertung zu vereinfachen, sollen sie mit vor Ort befindlichen Materialien zu hoch gefüllten Polymer-Verbundwerkstoffen verarbeitet werden. "Aus Verbundwerkstoffen mit Mondregolith, einem feinen Sand von der Mondoberfläche, kann man vor Ort einfache Werkzeuge zur Umformung von Aluminiumblechen herstellen", erläutert Schmiemann. Aber auch den Mondregolith selbst wollen die Forscher an der TU Braunschweig verdrucken. Die Erkenntnisse aus der Entwicklung und Verarbeitung hoch gefüllter Polymere oder verdrucktem Mondregolith lassen sich auch auf erdgebundene Anwendungen übertragen. Die genannten Hochschulen arbeiten in diesem EFRE-Innovationsverbund mit der Fraunhofer-Gesellschaft, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt sowie mit den Unternehmen Airbus Defence and Space GmbH, Das Filament, IGAP GmbH, IN-VENT GmbH und Schott AG zusammen. 

 

Erschienen in Technologie-Informationen 1+2/2018

 

 

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