Rocket-Science?
Obwohl es keine Raketenwissenschaft ist, hat es das Potenzial, die Dinge in der Thermosphäre und darüber einfacher zu machen. Der Artikel befasst sich mit Plasma Metal Deposition (PMD) für Weltraumanwendungen.
Da Weltraum ein unbequemer Ort ist, ist es wichtig, Materialien mit hoher Zähigkeit zu verwenden, eines davon ist Titan. Aufgrund seiner im Vergleich zu seiner spezifischen Festigkeit hervorragenden Korrosionsbeständigkeit ist Titan ein überlegenes Material für solche Anwendungen. Einer der Nachteile ist der hohe Preis, und an diesem Punkt kommt PMD ins Spiel.
Titan-Teile können aufgrund ihres nahezu netzförmigen Fertigungsstils mit viel weniger Material hergestellt werden als herkömmliche Bearbeitungsmethoden wie Fräsen oder Drehen, was zu einer wirtschaftlicheren Produktion führt.
ESA X-Ray Eye
Dies ist ein 3D-gedruckter und bearbeiteter Prototyp des „Auges“ des Athena-Röntgenteleskops der ESA.
Ein von der ESA geführtes Projekt 3D erstellte diese Teststruktur, um eine vielversprechende Methode namens Plasma Metal Deposition (PMD) zu evaluieren. Eine heiße Plasmafahne verwandelt Metall in geschmolzene Tropfen, die nach Bedarf abgelegt werden.
Mit dieser Methode wurden insgesamt sechs Testteile von RHP-Technology GmbH in Österreich hergestellt.
„Ziel dieses Projekts war es, die Fähigkeit der Technik für zu bewerten Die Herstellung von Weltraumhardware und -komponenten mit einer Größe von mehr als 0,5 m“, erklärt der ESA-Materialingenieur Laurent Pambaguian. „Wir haben die gesamte Prozesskette untersucht, einschließlich der anschließenden Wärmebehandlung und Nachbearbeitung sowie des 3D-Drucks unter Verwendung einer Titanlegierung entweder als Metallpulver oder als Drahtrohstoff."
Das Ergebnis zeigt gute mechanische Eigenschaften und Veredelung, was bedeutet, dass wir die Technologie vorantreiben können, einschließlich der Untersuchung alternativer Materialien.
Die Plasmametallabscheidung ist eine mögliche Methode zur Herstellung großer Bauteile in der Zukunft, wie die optische Bank der Athena-Mission, die das komplexeste Teil sein wird, das jemals in Titan gedruckt wurde. Aufgrund des Starts im Jahr 2031 wird die Athena-Mission der ESA 10 bis 100 Mal tiefer in den Kosmos eindringen als frühere Röntgenmissionen, um die heißesten, energiereichsten Himmelsobjekte zu beobachten.
RHP / John Meuthen Diese Mission erfordert eine völlig neue Röntgenoptik-Technologie mit Stapel von 'Spiegelmodulen', die sorgfältig angeordnet sind, um energiereiche Röntgenstrahlen einzufangen und zu fokussieren. Die optische Bank richtet etwa 750 Spiegelmodule in einer komplexen Struktur mit vielen tiefen Taschen aus und sichert sie, die sich auf eine maximale Höhe von 30 cm verjüngen.
Die Gesamtform muss auf einige zehn Mikrometer genau sein. Dieses Projekt wurde im Rahmen der Advanced Manufacturing-Initiative der ESA unterstützt, bei der neuartige Materialien und Verfahren für den Raumfahrtsektor entwickelt werden.
Während der Advanced Manufacturing-Initiative der ESA stellten mehrere Unternehmen Prototypen von Teilen eines riesigen Röntgenteleskops her. Eines dieser Unternehmen war RHP Technology mit dem PMD-Prozess. Sie produzierten 6 identische Prototypen von Titan mit Draht und Pulver als Ausgangsmaterial, was die Fähigkeiten von PMD demonstrierte.
Das Röntgenauge ist das Herzstück der zukünftigen Athena-Mission der ESA und wird sich 10-100 weiter in den Kosmos hinein erstrecken als frühere Röntgenmissionen, um die heißesten und energischsten Himmelskörper zu erkennen und zu beobachten.
Die gedruckte Struktur, die auf den Fotos zu sehen ist, ist ein Teil einer ringförmigen Montagevorrichtung für eine Spiegelanordnung, die einen Teil eines Röntgenteleskops bildet