Componentă de tipărire 3D pentru îndepărtarea resturilor spațiale „necooperante”

• Ce a fost necesar: două motoare pas cu pas NEMA 11, piuliță cu șurub de plumb imprimată 3D realizată din iglidur ® J260 tribofilament®, folie de plastic glisantă Tribo-Tape realizată din iglidur® V400
• Procesul de fabricație: Extrudarea filamentelor (FDM)
• Cerințe: Temperatura & rezistența la presiune a componentelor, design durabil și ușor, mecanism de ejecție fiabil
• Material: iglidur® J260
• Industrie: Industria aerospațială: Industria aerospațială
• Succes prin cooperare: motorul pas cu pas și axul filetat împreună cu folia glisantă din plastic garantează o ejecție fiabilă

Aplicația la o privire de ansamblu:
Pentru a putea colecta cu succes deșeurile spațiale, trebuie mai întâi colectate date de testare privind mișcarea pieselor în spațiu. O echipă formată din șase studenți de la Universitatea din Bremen și de la Universitatea de Științe Aplicate din Bremen a dezvoltat un modul de rachetă care utilizează senzori și camere pentru a înregistra mișcarea și poziția obiectelor în spațiu cu ajutorul unui corp de testare ejectat. Pentru mecanismul de ejectare au fost utilizate două șuruburi paralele. Acționările cu șurub au fost expuse la sarcini extreme, cum ar fi temperaturi de +200 °C din cauza frecării cu aerul, și au trebuit să funcționeze fiabil. Aici au intrat în joc componentele de la igus®: Acționările de fus drylin® au fost acționate fiecare de un motor pas cu pas NEMA 11. Suportul pentru corpul de testare a fost atașat la o piuliță cu șurub de plumb imprimată 3D realizată din tribofilament® iglidur® J260-PF. O folie de plastic glisantă a fost utilizată pentru a se asigura că corpul de testare a alunecat din suport și s-a îndepărtat de rachetă.

În cadrul proiectului UB-Space, șase studenți au lucrat la problema "de colectare a" și de eliminare a deșeurilor spațiale. Totuși, pentru a realiza acest proiect, echipa condusă de Maren Hülsmann avea nevoie de suficiente date de testare privind mișcarea obiectelor în spațiu. În acest scop, au dorit să ejecteze în termosferă un obiect de testare în formă de cub și să îl observe cu ajutorul camerelor și senzorilor pentru a colecta datele reale necesare. Echipa avea nevoie de materiale fiabile pentru componentele mecanismului de ejecție cu ajutorul căruia obiectul urma să fie aruncat din rachetă. Acestea trebuiau să îndeplinească cerințele speciale legate de spațiu, cum ar fi spațiul de instalare limitat și greutatea, precum și consumul de energie și o bună rezistență la presiune și temperatură.

Cu materialele de la igus® optimizate pentru aplicații de alunecare, echipa a găsit rapid componente potrivite pentru mecanismul de ejecție planificat. Acesta a constat din două motoare pas cu pas NEMA 11, care la rândul lor au fost conectate fiecare la un ax filetat prin intermediul unui cuplaj. Această construcție a fost montată pe peretele rachetei cu o piuliță cu șurub de plumb imprimată 3D, realizată din iglidur® J260-PF. Suprafața de rulare a toboganului de ejecție a fost căptușită cu Tribo-Tape din iglidur® V400, astfel încât obiectul de testare să poată fi ejectat fără frecare.

Nu numai pe Pământ există o problemă majoră cu deșeurile. Cu peste 1.000 de sateliți care orbitează în jurul planetei albastre, există, de asemenea, o mulțime de gunoaie în spațiu, după zeci de ani de călătorii spațiale. În prezent, mai mult de 30.000 de obiecte orbitează în jurul Pământului, ceea ce poate fi foarte periculos pentru sateliții activi. Aceste obiecte pot atinge viteze de până la 25 000 km/h și eliberează astfel energii extrem de distructive în caz de coliziune. Scopul proiectului UB-Space este de a colecta deșeurile din spațiu și de a le elimina în mod corespunzător. Echipa interdisciplinară formată din șase membri, studenți de la Universitatea din Bremen și de la Universitatea de Științe Aplicate din Bremen, și-a propus să analizeze mișcarea acestor așa-numite obiecte necooperante "" în spațiu, pentru a permite o campanie adecvată de colectare a deșeurilor. În acest scop, un corp de testare instalat într-un modul de rachetă este eliberat în termosferă. Poziția și mișcarea așa-numitului "Free Falling Unit" (FFU) sunt înregistrate cu precizie de senzori și de un sistem de camere după ejectare, creând astfel o bază de calcul reală pentru echipă.

Echipa UB-Space a dezvoltat un mecanism special pentru modulul rachetă pentru a putea ejecta în mod fiabil acest FFU la momentul potrivit. Cu toate acestea, utilizarea mecanismului în spațiu diferă semnificativ de misiunile normale pe Pământ. Potrivit lui Oliver Dorn, student la tehnologie navală, consumul de energie, greutatea și spațiul de instalare sunt toate limitate. În plus, frecarea cu aerul duce la temperaturi de până la +200 °C. După mai multe teste, echipa s-a decis în favoarea unui sistem de acționare format din două axe filetate paralele care extind unitatea în care se află FFU. Un clapet, care este sablat în prealabil, servește drept deschidere pentru unitate. Fusurile din oțel inoxidabil din programul igus® drylin® sunt acționate fiecare de un motor pas cu pas NEMA 11. Acestea acoperă o distanță de 150 de milimetri la un cuplu ridicat și o viteză redusă de 3 cm/s. Partea opusă a construcției este montată pe peretele rachetei cu o piuliță cu șurub de plumb imprimată 3D, realizată din iglidur® J260-PF. Pentru ca FFU să poată fi ejectat cât mai lin posibil, parașuta de ejectare este căptușită cu folia glisantă din plastic Tribo-Tape realizată din iglidur® V400. Materialele de la igus® sunt ideale tocmai pentru acest tip de aplicații, deoarece proprietățile lor optime de alunecare asigură o ejecție fără înclinare și eficientă din punct de vedere energetic. De asemenea, acestea sunt rezistente la presiune și temperatură și au o greutate redusă, ceea ce a fost decisiv pentru cerințele structurale speciale.

În plus față de tribofilamentul iglidur J260-PF utilizat, igus oferă și alte filamente pentru imprimarea 3D. După cum sugerează și numele, filamentele sunt optimizate din punct de vedere tribologic și potrivite pentru orice aplicație în care fricțiunea și uzura reprezintă o problemă. Tocmai în astfel de aplicații, clienții beneficiază de o durată lungă de viață și de o rezistență la temperaturi de până la 180°C. Procesul de imprimare permite realizarea geometriilor complicate într-o singură operațiune. Procesul aditiv este deosebit de potrivit pentru piesele speciale pentru prototipuri sau volume mici. Costurile de producție sunt mai mici și, prin urmare, nu există o cantitate minimă.