idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Die Einführung von Additiver Produktion erfordert die zuverlässige Einhaltung sämtlicher branchenspezifischer Anforderungen an Qualität und Standards. Wie das gelingt, zeigt ein Projekt der OHB System AG und des Fraunhofer IAPT. Die Organisationen haben Design- und Herstellungsregeln sowie Richtlinien und Prozesse für die Validierung und die Fertigung optimierter Raumfahrt-Bauteile mit der additiven Produktionstechnologie PBF-LB/M erarbeitet und für die Optimierung dreier Satellitenkomponenten genutzt.
Hamburg-Bergedorf, den 12. Juni 2025 – In dem Projekt »AM Maturation« haben die OHB System AG und die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT im Auftrag der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA eine additive Prozesskette entwickelt. Ausgehend von branchenspezifischen Anforderungen an Bauteile und Herstellungsprozesse haben die Projektpartner eine individuelle Prozesskette zur Fertigung mittels PBF-LB/M definiert und drei Satellitenkomponenten entlang der additiven Fertigungsroute optimiert.
Chancen und Herausforderungen bei der Einführung von Additiver Produktion
Additive Produktion (englisch Additive Manufacturing – kurz AM) fördert die Innovationskraft sämtlicher produzierender Branchen und kann die Kosten langfristig senken. In der Raumfahrt steigert AM beispielsweise die Leistung von Satelliten und Raumfahrzeugen. Die Branche profitiert insbesondere von dem Prozess PBF-LB/M, welcher Leistungssteigerungen durch die Designfreiheit von PBF-LB/M und funktionale Integrationen ermöglicht. Weiterhin lassen sich das Gewicht der Bauteile, der Aufwand für Montage und Integration sowie Entwicklungs- und Durchlaufzeiten reduzieren.
Gleichzeitig setzt die erfolgreiche Implementierung additiver Technologien das Einhalten von Qualitäts- und Branchenstandards während des gesamten Fertigungsprozesses voraus. Eine robuste Herstellungsroute ist daher essenziell für die erfolgreiche Additive Produktion von Bauteilen, die Branchen-, Qualitäts- und Sicherheitsstandards unterliegen.
Drei Satellitenbauteile validieren die AM-Prozesskette
Um die Additive Produktion zur Herstellung von Bauteilen für die Raumfahrt zu erschließen, haben die OHB System AG und das Fraunhofer IAPT Design-, Herstellungs- und Validierungsregeln sowie -prozesse für additiv gefertigte Komponenten erarbeitet. Die Validierung des Vorgehens gelang durch die Optimierung von strukturellen sowie opto-mechanischen Bauteilen für den Einsatz auf Satellitenplattformen und in Instrumenten.
Zum Etablieren einer Prozesskette fanden zunächst Know-how-Transfers, Materialuntersuchungen und Lieferantenbenchmarks statt. Die Umsetzung der verifizierten Abläufe begann mit dem AM-Design dreier, zunehmend komplexer Raumfahrtkomponenten mit optimierter Leistung: Ein Verbindungselement, eine Reaktionsradhalterung und ein Doppelspiegel.
Die Herstellung erfolgte mit PBF-LB/M als der am besten für die Anforderungen der OHB System AG geeigneten Technologie und in einem Prozess, der den Raumfahrtstandards entspricht. In der Nachbearbeitung fanden unter anderem Oberflächenbehandlungen – etwa von Spiegelflächen - zur weiteren Verbesserung statt. Abschließende Tests aller Bauteile dienten der Verifikation.
PBF-LB/M und die Vorteile für Satellitenprojekte
Fraunhofer IAPT und OHB ist die Entwicklung und Optimierung einer durchgängigen und robusten AM-Prozesskette für PBF-LB/M gelungen. Dazu zählen der Aufbau von Design- und Verifikationskompetenzen und der Aufbau einer zuverlässigen Lieferkette für Titan- und Aluminiumbauteile.
Für die repräsentativ gefertigten Satellitenbauteile erzielte die additive Fertigungsroute verschiedene Vorteile. Hierzu zählen bei dem im Projekt entwickelten Verbindungselement das Erreichen definierter Steifigkeitseigenschaften durch eine kontrollierte und optimale Massenverteilung. Die Reaktionsradhalterung lässt sich dank direkt eingebetteter Klick-Muttern einfacher integrieren und montieren. Zudem wurde die Entwicklungszeit zur Anpassung an veränderte Randbedingungen verkürzt. Bei dem Doppelspiegel als komplexestem der drei Bauteile erreichte die additive Produktionsroute eine geringere thermische Verformung des Spiegelkörpers durch optimierte Montagepunkte und verbesserte optische Eigenschaften aufgrund höherer thermischer Stabilität. Weiterhin gelangen Gewichtsreduktionen von bis zu 45 Prozent.
Dr. Marco Mulser, Leiter Technologiekoordination der OHB System AG fasst zusammen: »Mit Hilfe des Fraunhofer IAPT konnte OHB eine verlässliche Prozesskette aufbauen, die es uns nun erlaubt AM-Bauteile in hoher Qualität auf unseren Satellitenprojekten einzusetzen.«
Weitere Informationen
Das Projekt »Additive Manufacturing Maturation« wurde im Auftrag der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA durchgeführt (GSTP 4000125275/18/NL/AR/zk). Weitere Informationen zu dem Vorgehen und den Bauteilen finden Interessenten auf der Website des Fraunhofer IAPT sowie in einem kostenlos verfügbaren Whitepaper zu dem Projekt.
Über OHB System AG
Die OHB System AG ist das größte Tochterunternehmen des deutschen Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE und einer der drei führenden Anbieter von Raumfahrtsystemen in Europa. Mit Hauptsitz in Bremen und einem zweiten starken Standort in Oberpfaffenhofen bei München verfügt die OHB System AG über mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Hightech-Lösungen für Raumfahrtmissionen und andere Anwendungen. Die Aktivitäten des Unternehmens konzentrieren sich auf die Entwicklung von Satellitensystemen für Erdbeobachtung, Navigation, Telekommunikation, Wissenschaft und Aufklärung und werden ergänzt durch die Konzeption und Realisierung von Ausrüstung für die bemannte Raumfahrt. We.Create.Space.
Über das Fraunhofer IAPT
Das Fraunhofer IAPT steht für nachhaltige Innovationen auf dem Gebiet der Additiven Fertigung. Das Portfolio umfasst Forschung und Entwicklung entlang der kompletten AM-Fertigungsroute – von einzigartigen Bauteildesigns und Systemlösungen, auch auf Prozess- und Materialebene, bis hin zu Fabrikplanung und Virtualisierung. Von der grundlegenden Idee und Machbarkeit bis zur industriellen Implementierung in neuen oder vorhandenen Produktionsumgebung werden alle Aspekte der additiven Fertigungsroute lückenlos end-2-end betrachtet. Ein besonderer Fokus gilt dabei den gesellschaftlich relevanten Zukunftsthemenfeldern Life Science, Energie, Mobilität sowie Security und Defense. Unser übergeordnetes Ziel ist, dass additive Produktionstechnologien industriell eingesetzt werden und so signifikant zu steigender Produktivität, Ressourcenschonung, Resilienz und Wohlstand beitragen.
Pressekontakt
M.A. Carola Dellmann
Abteilungsleiterin Marketing & Kommunikation
Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT
Am Schleusengraben 14
21029 Hamburg
E-Mail: marketing@iapt.fraunhofer.de
Telefon +4940 484010-500
Michael Lippert
Senior Engineer Design
Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT
Am Schleusengraben 14
21029 Hamburg
Telefon: +49 40 484010-737
https://www.iapt.fraunhofer.de/en/Competences/am-maturation.html Kostenfreies Whitepaper zum Projekt AM Maturation
Reaktionsradhalterung (Material: Ti-6Al-4V)
Catharina Clemens
Fraunhofer IAPT
Verbindungselement (Material: Ti-6Al-4V)
OHB System AG
OHB System AG
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
Informationstechnik, Maschinenbau, Physik / Astronomie, Verkehr / Transport, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsprojekte, Kooperationen
Deutsch
Reaktionsradhalterung (Material: Ti-6Al-4V)
Catharina Clemens
Fraunhofer IAPT
Verbindungselement (Material: Ti-6Al-4V)
OHB System AG
OHB System AG
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
