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Aus dem 3D-Drucker ins All

Durch die Technologiesymbiose „Topologieoptimierung und additive Fertigung“ gelangt eines der bisher längsten Metallteile aus einem industriellen 3D-Drucker bald in den Weltraum. Das neue Bauteil ist nur halb so schwer wie der Vorgänger und trotzdem leistungsfähiger. Troy, Mich., 28. Oktober 2014 – Altair gibt heute bekannt, dass RUAG Space in einem Pilotprojekt eine Antennenhalterung für einen Erdbeobachtungssatelliten gebaut hat, die nun in Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Altair Altair ProductDesign komplett überarbeitet und für die Herstellung im industriellen 3D-Druckverfahren optimiert wurde. Ziel war es, das neue Aluminium Bauteil bei gleicher Festigkeit deutlich leichter zu machen und die Gestaltungsfreiheit, die das additive Fertigungsverfahren bietet, bestmöglich auszunutzen.

Für die Neuentwicklung und die Optimierung der Antenne verwendeten die Ingenieure Altairs Optimierungssoftware OptiStruct, mit der eine belastungsgerechte Materialverteilung sichergestellt werden konnte. Für die Konstruktion wurde das Tool solidThinking Evolve verwendet. Das Surface Modeling Tool ermöglicht durch seine Gestaltungsfreiheit im Gegensatz zu klassischen CAD Systemen eine deutlich schnellere Umsetzung. So konnte der Design Freeze binnen vier Wochen nach Projektstart erfolgen. Das Design wurde anschließend, ohne dass weitere Anpassungen erforderlich waren, im 3D-Druckverfahren hergestellt. So konnten, dank der Technologiesymbiose aus Topologieoptimierung und additiver Fertigung, bisher ungekannte Leistungsmerkmale hinsichtlich Gewicht und Steifigkeit erzielt werden.

EOS, der Marktführer für industriellen 3D-Druck aus Krailling bei München, trug das Wissen über den additiven Produktionsprozess bei und fertigte im Rahmen des Projektes die Aluminium Bauteile. Im Ergebnis war das fertiggestellte Bauteil nur halb so schwer wie das bisherige und gleichzeitig wesentlich steifer. Vor allem die Gewichtsersparnis ist in der Raumfahrt ein entscheidender Faktor, denn je leichter ein Satellit ist, umso kostengünstiger kann er ins All gebracht werden. Mit rund 40 cm Länge ist die Antennenhalterung eines der längsten jemals im Pulverbett-Verfahren hergestellten Metall Bauteile. Derzeit wird die neue Halterung intensiven Tests unterzogen, um sie für den Einsatz im Weltall zu qualifizieren. Ende des Jahres sollen diese Qualifikationstests abgeschlossen sein.

„Unser Ziel ist es, einen der zukünftigen Sentinel-1-Satelliten, mit Antennen-Halterungen auszurüsten, die im industriellen 3D-Druck hergestellt worden sind“, erklärt Michael Pavloff, Chief Technical Officer der RUAG Space. Die jetzt gebaute Antennenhalterung wird kein Einzelfall bleiben: „Der 3D-Druck hat ein gigantisches Potenzial für die Raumfahrt. Wir entwickeln derzeit weitere Anwendungen. Zukünftig wird es möglich sein, ganze Satellitenstrukturen im 3D-Druck zu erstellen. Baugruppen, die heute noch getrennt gefertigt werden, beispielsweise Kabelbäume, Reflektoren oder Heizrohre, können dann direkt in die Strukturelemente integriert werden“, führt Pavloff weiter aus.

RUAG Space beschäftigt sich seit 2013 intensiv mit der Forschung & Entwicklung im Bereich der additiven Fertigung. Bei der additiven Fertigung oder dem industriellen 3D-Druck wird ein Pulver schichtweise aufgetragen und in der gewünschten Form verbunden, etwa, indem es durch Laser automatisch an den entsprechenden Stellen geschmolzen wird.

„Wir bei Altair sind begeistert, mit unseren Softwarelösungen und unseren Dienstleistungen, Teil dieses innovativen Projektes zu sein. Es ist ein echter Meilenstein im Satellitendesign", sagte Pietro Cervellera, Managing Director Altair GmbH. "Die Zusammenarbeit mit RUAG Space und EOS wird es uns ermöglichen, noch innovativere End-to-End Design- und Optimierungsprozesse zu liefern, mit denen man alle Vorteile der additiven Fertigung voll ausschöpfen kann.”

Das Projekt wird heute bei der ESA Conference in Noordwijk in den Niederlanden und am 26. November auf der Euromold 2014 in dem von Altair veranstalteten "Additive Manufacturing Design & Engineering Symposium" vorgestellt. Weitere Informationen zum Symposium sowie ein Anmeldeformular finden Sie hier.




Über RUAG Space
Die RUAG Space ist Europas führender Zulieferer von Produkten für die Raumfahrt. An sieben Standorten in der Schweiz, in Schweden und in Österreich erzielte die RUAG-Raumfahrtdivision mit rund 1150 Mitarbeitenden im Jahr 2013 einen Umsatz von 299 Millionen CHF.
Die RUAG ist ein internationaler Technologiekonzern für Aerospace (Luft- und Raumfahrt) und Defence (Sicherheits- und Wehrtechnik). Holdingsitz ist Bern (CH). In der Schweiz, in Deutschland, Schweden, Frankreich, Österreich, Ungarn, Australien und in den USA hat die RUAG ihre Produktionsstandorte. Die RUAG beschäftigt weltweit rund 8200 Mitarbeitende, inklusive 414 Lernende in 23 verschiedenen Berufen.

Über EOS
EOS, 1989 gegründet, ist der Technologie- und Marktführer für design- und konstruktionsgetriebene Lösungen im Bereich der additiven Fertigung, einem industriellen 3D-Druck-Verfahren. Das Unternehmen bietet ein modular aufgebautes Lösungsportfolio bestehend aus Systemen, Software, Werkstoffen und Services einschließlich Anwendungs-Beratung. Das industrielle Verfahren ermöglicht die schnelle, flexible und kostengünstige Produktion von Bauteilen auf Basis von 3D-CAD-Daten und zu wiederholbaren industriellen Qualitätsstandards. Als bahnbrechende Technologie ebnet die additive Fertigung den Weg für einen Paradigmenwechsel in Produktgestaltung, Konstruktion und Fertigung. Sie beschleunigt die Produktentwicklung, bietet gestalterische Freiheiten, optimiert bauliche Strukturen, ermöglicht Leichtbau-Strukturen und fördert die Funktionsintegration. Damit eröffnet EOS seinen Kunden entscheidende Marktvorteile. Mehr unter www.eos.info.

Über Altair
Altair entwickelt und unterstützt die breite Anwendung von Simulationstechnologie, mit der Designs, Prozesse und Entscheidungen optimiert werden können. Dies führt zu einer Verbesserung der allgemeinen Geschäftsentwicklung seiner Kunden. Altair ist ein privat geführtes Unternehmen mit über 2300 Mitarbeitern. Der Hauptsitz des Unternehmens ist in Troy, Michigan, außerdem ist Altair mit über 40 Niederlassungen in 22 Ländern vertreten. Heute unterstützt das Unternehmen mit seinen Lösungen über 5000 Kunden aus den unterschiedlichsten Industrien. Weitere Informationen finden Sie unter: www.altair.de.