Additive Fertigung einer metallischen Strukturkomponente für Satelliten

Zuerst wurde das bestehende Design überprüft und die Optimierungspotentiale identifiziert um daraus das monolithische Designkonzept für den 3D-Druck abzuleiten. Alle fertigungsrelevanten Aspekte, wie z.B. Fertigungstoleranzen, Aufspankonzept, usw. wurden in dieser Phase berücksichtigt. Nach der Verifizierung durch den Kunden wurden insgesamt 12 Bauteile additiv hergestellt und für die Testkampagne vorbereitet. Schlussendlich wurden statische und dynamische Belastungstests und geometrische Vermessungen im Rahmen der Qualitätssicherung durchgeführt. Der Technology Readiness Level (TRL) konnte auf 6 von max. 9 gehoben werden.

Ausgangslage

Bei diesem Strukturbauteil handelt es sich um eine Halterung für Solarpanel-Stellmotoren, die Teil der NeoSAT Plattform ist. Die konventionell gefertigte Baugruppe besteht aus fünf Einzelteilen (Fräs- und Blechbiegeteile). Es soll der Einsatz von additiver Fertigung (3D-Druck) evaluiert und anhand von Funktionsprototypen getestet werden um Gewicht zu sparen und die Montage- sowie Lagerhaltungskosten zu minimieren. Dabei ist es essentiell, dass auch die 3D-gedruckte Variante alle erforderlichen Tests für die Bauteilqualifizierung in der Raumfahrt erfüllt.

Ziele

Gewichtsersparnis im Vergleich zur konventionellen Variante von mind. 10 %
Mechanische Belastbarkeit erfüllt die Vorgaben der Spezifikation
Reduktion der Einzelteile (idealerweise von 5 auf 1 Stück)
Durchgängige Qualitätskontrolle und Dokumentation
Verifikation der Reproduzierbarkeit

Meilensteine

MRR - Manufacturing Readiness Review

Abschluss der Bauteilherstellung und Start der Vorbereitung für die Testphase

TRR - Test Readiness Review

Abschluss aller notwendigen Vorbereitungen für die Testphase

FR - Final Review

Projektabschluss

Ergebnis

Erfolgreiche Herstellung von Funktionsprototypen aus Aluminium
Erreichte Gewichtsersparnis von 21,4 %
Mechanische Belastbarkeit erfüllt die Kundenvorgaben
Wirtschaftliche Betrachtung durchgeführt
Monolithische Design (nur noch ein Bauteil, führt zu reduzierten Montagekosten)

Weitere Informationen

NeoSAT Phase C