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Igus: 3D-Druck im Weltraum mit igus Linearachsen

Irgendwas habe ich falsch gemacht – als ich Maschinenbau studierte, war von Formula Students, Robo Wars und anderem noch nichts zu ahnen. In den Studienarbeiten konstruierte ich ein Einlass-Drehkreuz für einen Supermarkt und ein mechanisches Windrad. Heutige Münchener der Luft- und Raumfahrt konstruieren einen weltraumtauglichen 3D-Drucker und testen den auch gleich noch bei einem Parabelflug! Für die Achsen nutzten die Studenten Linearachsen von .

3D-Drucker mit Linearachsen von igus
Studenten entwickeln einen weltraumtauglichen 3D-Drucker mit Linearachsen von igus (Alle Bilder: igus).

Der derzeitige Prozess, um Geräte in den Weltraum zu transportieren, ist recht ineffizient und teuer. Denn die Strukturteile sind in erster Linie dafür ausgelegt, den hohen Belastungen während der Startphase eines Raumfahrzeugs standzuhalten. Für die spätere Betriebsdauer sind diese Strukturen jedoch überdimensioniert. Aufgrund der hohen Kosten und des begrenzten Platzes an Bord einer Trägerrakete sind alternative Lösungen gefragt.

Das Münchener Studententeam AIMIS-FYT nahm sich der Problematik an und arbeitet im Rahmen ihres Studienganges der Luft- und Raumfahrtechnik an einem 3D-Druckverfahren für die kostengünstige Fertigung im Weltraum. Dazu setzen die Studenten auf photoreaktives Harz und UV-Licht, mit dem das Harz gehärtet wird. Für experimentelle Tests des Verfahrens in der Schwerelosigkeit musste ein 3D-Drucker konstruiert und gebaut werden. Auf der Suche nach der passenden Antriebstechnik wandten sich die Ingenieure an den motion plastics Spezialisten igus und wurden mit den SAW-Linearachsen fündig.

Weltraumtauglicher 3D-Drucker mit Lineareinheiten von igus

Parabelflug mit 3D-Drucker
Beim Parabelflug bewährte sich der 3D-Drucker in der Schwerelosigkeit.

Die Linearmodule kommen in den zwei z-Achsen sowie in der x-Achse des Druckers zum Einsatz und bilden damit die zentrale Antriebseinheit. Die Linearachsen überzeugen vor allem durch ihr geringes Gewicht, denn sie bestehen uns Aluminium und wartungsfreien Gleitelementen aus Hochleistungskunstoff. Zu Reduzierung des Spiels der schmiermittelfreien und schmutzunempfindlichen Polymer-Lineargleiter, griffen die angehenden Ingenieure auf einstellbare Lager zurück. Damit der Druckfaden auch rotiert werden kann, wurde zudem eine kompakte robolink D-Drehachse mit Schneckengetriebe in den Drucker eingebaut.

Um den Drucker und das Verfahren zu testen, bewarb sich das Team für das FlyYourThesis!-Programm der Europäischen Weltraumagentur (ESA) und erhielt die Zusage. Im November und Dezember 2020 fanden die Parabelflüge statt. Erreicht das Flugzeug den Höhepunkt des Steigfluges und kippt in den Sinkflug ab, so kommt es zu einer Mikrogravitation, ganz ähnlich der Schwerelosigkeit im Weltraum. Ideale Bedingungen für einen Real-Test des Druckers. „Die Linearachsen liefen bei allen Experimenten stets ohne Probleme, sodass wir bei jeder Parabel einen kleinen Stab und auch kleine Fachwerkstrukturen drucken konnten“, freut sich Torben Schäfer vom Team AIMIS-FYT.

young engineers support fördert innovative Projekte

Projekte wie AMIS-FYT fördert igus im Rahmen des young engineers support (yes). Mit der Hochschulinitiative möchte igus Schüler, Studenten und Dozenten mit kostenlosen Mustern, Hochschulrabatten und Sponsoring sowie bei der Entwicklung innovativer Projekte unterstützen. Mehr Informationen über den Hochschulsupport erfahren Sie unter www.igus.de/yes.

Na, sind Sie auch so neidisch wie ich? Ich finde es toll, welche Chancen auf eine realitätsnahe Ausbildung heutige Studenten haben. Ein großes Lob an dieser Stelle an igus, die in vielfacher Weise Studenten, Startups und Bastler unterstützen, schon alleine indem sie auch Bestellungen in geringen Mengen annehmen – viele Firmen machen es dem Bastler viel schwerer, an professionelle Komponenten zu kommen. Die direkte Unterstützung studentischer Projekte ist ein weiteres Beispiel für den igus-Spirit. Das Lob geht auch an alle anderen Firmen, die solche Initiativen unterstützen. Ich wünsche allen Beteiligten weiterhin viel Glück mit dem Projekt!

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