In-Orbit-Manufacturing: Verlagert sich die CNC-Fertigung ins All?
Wie die PWB AG als Experte für End-to-End-Fertigung mechanischer Raumfahrteile am Paradigmenwechsel teilhat und warum die CNC-Fertigungstechnik in Luft- und Raumfahrt die Schlüsseltechnologie in künftigen Raumfahrtmissionen bleibt, erfahren Sie hier.
Was bedeutet In-Orbit-Manufacturing?
In-Orbit-Manufacturing bedeutet die ergänzende Herstellung von Bauteilen direkt im Weltall, etwa auf Fertigungsplattformen oder Experimentiermodulen, mithilfe additiver Verfahren wie 3D-Druck und modularer Aufbauprinzipien, die eine flexible Anpassung und Montage von Strukturen im All ermöglichen.
Vorteile davon sind:
geringere Kosten durch reduzierten Transportaufwand und effizientere Raketenstarts,
eine flexible Anpassung vor Ort durch Produktion von Ersatzteilen, Strukturelementen oder ganzen Modulen,
schnellere Nachschub- und Reparaturmöglichkeiten, was längere Missionen ermöglicht,
neue Designoptionen durch die Fertigung schwer transportierbarer Strukturen direkt im All,
Materialeffizienz und Nachhaltigkeit, indem Abfall reduziert und Materialeinsatz optimiert wird,
Anpassung an Produktionsbedingungen im All, wodurch Komponenten für ihre Einsatzumgebung optimiert werden, und
verkürzte Entwicklungszyklen, da Designs direkt getestet und schnell umgesetzt werden können.
Pilotprojekte wie z. B. von der Nasa und privaten Raumfahrtunternehmen zeigen, wie sich In-Orbit-Fertigung positiv auf künftige Missionen auswirken könnten. Die tatsächlichen Effekte hängen jedoch von Technologie, Materialien und Prozessen ab und erfordern eine gezielte Planung.
CNC-Fertigung als Grundlage
Trotz neuer Möglichkeiten bleibt CNC-Präzision unverzichtbar, von strukturellen Fertigungsteilen für Satelliten bis zu Komponenten für den Mars-Einsatz. Ob Module für Dockingstationen, Schnittstellen für Laserkommunikation – etwa mit Schwarzbeschichtung gegen Streulicht auf CNC-gefertigten Luftfahrtkomponenten – oder kompakte Hochgeschwindigkeits-Bauteile für Kommunikationsnetzwerke: CNC-Techniken wie die Mehr-Achsen-Bearbeitung im Fräsen, Drehen und Drehfräsen von Titanteilen für die Raumfahrt mit bis zu 13 Achsen bilden am Boden die Grundstruktur, auf der orbital gefertigte ergänzende Komponenten aufbauen können.
Die Basis: Prototypen und Schlüsselanforderungen
Vor der Fertigung im Orbit werden Bauteile auf der Erde in Serien getestet. Flexibles CNC-Prototyping für Raumfahrtkomponenten, z. B. für Satellitenbauer, stellt sicher, dass neue Komponenten schnell, zuverlässig und kosteneffizient erprobt werden können. Leistungsstarke Materialien, eine modulare Bauweise, Schnittstellen und höchste Zuverlässigkeit sind entscheidend.
Anforderungen an vorgefertigte Komponenten:
Damit die Grundlage für eine erfolgreiche In-Orbit-Fertigung gegeben ist, muss die CNC-Fertigung als Teilelieferant verschiedene Kriterien erfüllen.
Materialwahl:
Alle Materialien müssen für die Fertigung im Orbit geeignet sein. Daher werden Hochleistungswerkstoffe wie Titan – sehr stark und korrosionsbeständig – und leichtes Aluminium verwendet. Zusätzlich kommen besondere Legierungen wie Dispal zum Einsatz, eine spezielle Aluminiumvariante, die etwa im Thermomanagement von Satelliten eingesetzt wird.
Modularität und Verbindbarkeit:
Um eine höchstmögliche Effizienz in der In-Orbit-Fertigung zu gewährleisten, müssen die vorgefertigten Komponenten flexibel kombinierbar sein. Schnittstellen und Toleranzen sind entscheidend, um die Montage im All zu ermöglichen – sei es beim präzisen Andocken von Modulen an eine Dockingstation oder beim Einfügen von CNC-Präzisionsteilen in Satellitenstrukturen.
Zuverlässigkeit:
Ein wesentlicher Faktor ist die Qualitätssicherung der CNC-Präzisionsteile für Raumfahrtanwendungen. Auf der Erde gefertigte Bauteile sind im All schwer zu warten und müssen daher äusserst zuverlässig funktionieren. Das gilt besonders für kompakte, hochpräzise Hochgeschwindigkeits-Bauteile, wie sie in weltraumgestützten Kommunikationsnetzwerken oder Laserkommunikations-Satelliten eingesetzt werden.
Unsere ISO Qualifizierungen in Branchen wie der Medizintechnik bilden den Benchmark für die Raumfahrttechnik und ermöglichen maximale Prozesssicherheit sowie Präzision.
Fazit: CNC-Fertigung bleibt Schlüsseltechnologie
Die von PWB eingesetzte CNC-Fertigung bleibt der Schlüssel zum Erfolg in der Raumfahrttechnik. Gleichzeitig denken wir technische und strategische Entwicklungen aktiv mit und schaffen mit der hochpräzisen Bodenfertigung die Grundlage für ergänzende In-Orbit-Manufacturing-Technologien der Zukunft.
So sichern wir als Ihr Partner für End-to-End-Fertigung mechanischer Raumfahrteile nach dem Motto «So perfekt wie nötig – nicht so perfekt wie möglich» langfristig die Qualität, Effizienz und Zuverlässigkeit Ihrer Raumfahrtprojekte.
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Wir unterstützen Sie gerne – schnell, transparent und technisch fundiert. Gemeinsam mit Ihnen entwickeln wir verlässliche Lösungen für Ihre Raumfahrtprojekte.
Kontakt:
Ahmet Cerimi
Sales Manager PWB AG
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