Entwickelt von Airbus Defence and Space im Auftrag der ESA und betrieben vom CADMOS, einem Zentrum des CNES für Aktivitäten in Mikrogravitation, ist der Metal 3D-Drucker ein Pionierexperiment auf der ISS.
Flugmodell des Metal 3D-Druckers.
Credits: © ESA
Wie funktioniert es?
Zunächst wird der Edelstahldraht in den Druckbereich eingeführt. Der Drucker schmilzt ihn dann mit einem Laser, der eine Million Mal stärker ist als ein herkömmlicher Laserpointer. Anschließend fügt der Drucker das geschmolzene Metall dem Druck hinzu.
Die Sicherheitsstandards auf der ISS sind ziemlich streng... Glücklicherweise für unsere Astronauten! Da der Schmelzpunkt des Metalls bei etwa 1400°C liegt, wird der Metal 3D-Drucker in eine völlig versiegelte Box gestellt. Vor dem Start wird der Sauerstoff in dieser Box vollständig durch Stickstoff ersetzt, der viel weniger entflammbar ist. Dies verhindert auch, dass das Metall durch Kontakt mit Sauerstoff oxidiert.
Metal 3D-Drucker in Betrieb.
© Airbus Defence and Space SAS
12/02: Die Installation
Der Metal 3D-Drucker wurde im Columbus-Modul der ISS und genauer im EDR-2 (European Drawer Rack 2) installiert. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen 3D-Drucker, der darauf ausgelegt ist, Metallteile durch das Auftragen von verschiedenen Schichten zu erstellen. Da es in der ISS unmöglich ist, Metall wie auf der Erde zu verschmelzen, verwendet dieser Drucker denselben Prozess wie diejenigen, die Kunststoff verwenden: mit einem Filament.
Der ESA-Astronaut Andreas Mogensen war mit der Montage im Rack betraut. Der Drucker wiegt 180 kg: schwer zu handhaben auf der Erde, stellt dies in der ISS für Andreas Mogensen jedoch ein Kinderspiel dar.
11/03: Beginn des Druckens
Insgesamt sind 4 Drucktests geplant, um Teile nachzubilden, die bereits auf der Erde gedruckt wurden. Es ist vorgesehen, dass der Drucker 4 Bauteile mit je etwa 125g erstellt, deren Druck jeweils etwa 4 Wochen dauert (bei einer täglichen Betriebszeit von 3 Stunden und 30 Minuten). Das Ziel ist zu demonstrieren, dass es möglich ist, Metallteile direkt im Weltraum herzustellen.
Das Ziel dieses 3D-Druckers ist es, den Astronauten Autonomie in der Konzeption und Herstellung kleiner Metallteile zu ermöglichen, um beispielsweise kleine Reparaturen durchzuführen. Sein Zwillingsbruder befindet sich im CADMOS: Ein spezielles Team wird die Machbarkeit einer solchen Herausforderung prüfen und kann die mit Erdgravitation hergestellten Teile mit denen vergleichen, die in der ISS in Mikrogravitation gefertigt wurden.