Ab ins Weltall

CRP USA hat drei von Mini-Cubes entworfene Modelle von Kleinsatelliten gebaut. Es ist das erste Mal, dass vollständig funktionale Prototypen von 1P PocketQubes unter Verwendung eines mit Kohlenfaser verstärkten Verbundwerkstoffs und des selektiven Lasersinterverfahrens hergestellt wurden.

Unser November-Special des MM MaschinenMarkt über „Additive Fertigung“ können Sie hier online lesen.

Das Unternehmen Mini-Cubes wurde 2008 von Joseph Latrell mit dem Ziel gegründet, den PocketQube – einen besonders kleinen Kleinsatelliten mit einer Größe von etwa fünf Kubikzentimetern und einem Gewicht von höchstens 250 Gramm – zu einer vernünftigen Alternative zum CubeSat, dessen Freisetzungen in die Umlaufbahn immer kostspieliger werden, werden zu lassen.

Das Projekt.

Für die Herstellung dieses Kleinsatelliten hat sich der Firmengründer Joe Latrell an CRP USA gewandt, um die gesamte Struktur und einige Komponenten des Satelliten mittels Additiver Fertigung zu bauen. CRP USA, die US-Tochtergesellschaft von CRP Technology, hat weitreichende Erfahrungen auf diesem Gebiet und bereits innovative Lösungen unter Verwendung des Lasersinterverfahrens und der von CRP Technology entwickelten Verbundwerkstoffe Windform Top-Line auf den Markt gebracht. Ziel des Projekts von Latrell ist es, die PocketQube-Satelliten zur Überwachung der Wasserressourcen mittels Additiver Fertigung herzustellen.

„Ich bin schon seit Langem ein begeisterter Anhänger des professionellen 3D-Drucks“, erklärt Latrell, „Als wir anfingen, an der Entwicklung des Discovery zu arbeiten wusste ich, dass ich neue Grenzen überschreiten wollte“, ergänzt er. „Angefangen bei der Form des Satelliten, der so klein wie der PocketQube ist, bis hin zur Technologie für seine Herstellung.“

Die Herausforderung.

Angesichts einer dermaßen kleinen Struktur bestand die größte Herausforderung darin, die Elektronik, die Kamera und das Funksystem im Inneren des Kleinsatelliten anzupassen. Latrell fährt fort: „Der Discovery 1a gehört zur PocketQube-Familie, bei der es sich um sehr kompakte Kleinsatelliten mit einem Innenvolumen von 50 mm x 50 mm x 50 mm handelt.“ Die Aufgabe war nicht einfach: Die mit Windform herzustellenden Teile des Kleinsatelliten Discovery waren entscheidend für den Erfolg des gesamten Projekts.

Der Ausfall eines einzigen, winzigen Bauteils hätte den Ausfall des gesamten Satelliten zur Folge. „Das Projekt, das Latrell uns vorgelegt hat, war einzigartig“, so Stewart Davis, COO von CRP USA, und fährt fort: „Dank unseres Fachwissens konnte es schließlich umgesetzt werden.“

Für die Herstellung des Discovery 1a entschieden sich die Macher für den mit Kohlenfaser verstärkten Verbundwerkstoff Windform XT 2.0. „Die Kombination aus Festigkeit und einfacher Anwendung hat uns sofort überzeugt“, so die Experten. Windform XT 2.0 ist ein Material der neuen Generation. Es zeichnet sich durch deutliche Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften aus, darunter +8 % bei der Bruchlast, +22 % beim Elastizitätsmodul und +46 % bei der Bruchdehnung.

Das Ergebnis.

CRP USA hat für Mini-Cubes drei funktionale Prototypen des 1P PocketQube hergestellt: zwei für Tests und einen für den Flug in die Umlaufbahn. Das Lasersinterverfahren in Kombination mit dem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff Windform XT 2.0 erwies sich als die beste Wahl: alle drei 1P PocketQube haben erfolgreich die Tests bestanden und die Standards von Mini-Cubes vollständig erfüllt.