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ESA-Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, den 3D-Druck eines Metallteils im Weltraum zu demonstrieren.
Der 3D-Druck im Weltraum stellt Herausforderungen dar, auf die viele Methoden angewiesen sind Schwerkraft zur Positionierung von Materialien während des Druckvorgangs. Tatsächlich wird bei der Herstellung von Metallstrukturen geschmolzenes Metall häufig als Teil des Filaments oder des druckbaren Trägers verwendet. RaumSein Verhalten kann unvorhersehbar sein, was zu Objekten von schlechter Qualität führen kann, da sich das Filament aufgrund fehlender Gravitationskräfte bewegen oder falsch platziert werden kann.
Wissenschaftler mussten sich daher an die Arbeit unter diesen schwierigen Bedingungen anpassen Internationale Raumstation sorgte für den perfekten Rahmen. Der Metall-3D-Drucker von ESA verwendet Edelstahldraht, der von einem leistungsstarken Laser geschmolzen wird, der 1.200 °C (2.192 °F) erreicht, um seinen geschmolzenen Metallfaden zu erzeugen, der Schicht für Schicht aufgetragen wird, um die gewünschte Form zu erzeugen.
Durch sorgfältige Tests über mehrere Monate hinweg gelang es dem Team schließlich, den Drucker an seine Mikrogravitationsumgebung anzupassen und im August 2024 das erste Metallteil im Weltraum herzustellen. Das Team plant, zwei weitere Objekte zu drucken, dann werden die drei in den Weltraum zurückgebracht. Erde zur Qualitätsanalyse und Zukunftsplanung.
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„Mit dem Drucken der ersten 3D-Metallform im Weltraum haben die Explorationsteams der ESA einen wichtigen Schritt beim Aufbau von Fertigungskapazitäten im Orbit getan. „Dieser Erfolg, der durch ein internationales und multidisziplinäres Team ermöglicht wurde, ebnet den Weg für Langstrecken- und Langzeitmissionen, bei denen die Herstellung von Ersatzteilen, Baukomponenten und Werkzeugen auf Abruf von entscheidender Bedeutung sein wird“, sagte Daniel Neuenschwander, Direktor für Human- und Personalwesen Roboterexploration bei der ESA, in einer Pressemitteilung.
Diese revolutionäre Technologie dehnt ihre Anwendungsmöglichkeiten auf der Erde weiter aus und revolutioniert Bereiche wie Medizin, Mode, Kunst, Bauwesen, Lebensmittelproduktion und -herstellung. Im Weltraum Langzeitmissionen der Mond und möglicherweise Marsch Um Gestalt anzunehmen, benötigen Astronauten eine Möglichkeit, autonom Werkzeuge oder Teile für Maschinen oder Strukturen zu reparieren oder herzustellen, die an Bord eines Raumfahrzeugs, dessen Kapazität begrenzt ist, nur schwer zu transportieren wären.
Mit fortschreitender Technologie könnte es eines Tages sogar das Drucken neuer Gewebe oder Organe ermöglichen und so die Fähigkeit verbessern, eine langfristige Weltraumforschung zu unterstützen – obwohl wir von dieser Machbarkeit noch Jahrzehnte entfernt sind.
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3D-Drucker im Weltraum sind nichts Neues, da die Mikrogravitation eine interessante Umgebung für Wissenschaftler darstellt, um Experimente durchzuführen, bessere 3D-Druckmaterialien zu entwickeln oder Strukturen zu schaffen, die auf der Erde schwer herzustellen sind. Das Besondere an der jüngsten Ankündigung der ESA ist jedoch, dass es das erste Mal ist, dass ein 3D-Drucker ein Metallteil herstellen kann.
Diese Fähigkeit stellt einen großen Schritt dar, denn bisher mussten Metallkomponenten für Weltraummissionen auf der Erde hergestellt und in den Orbit transportiert werden – ein kostspieliger und komplexer Teil jeder Mission.