Zum Inhalt

Beschaffung eines neuartigen 3D-Druckers, welcher es FOTEC ermöglicht, mittels additiver Fertigung neuartige, hochkomplexe Wolframkronen für elektrische Antriebssysteme von Kleinstsatelliten in den unterschiedlichsten Designs schnell und ressourcenschonend herzustellen.

Eckdaten des Projekts

  • Projektträger: FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH
  • Projektdauer: 01.07.2020 bis 17.06.2021
  • Geplantes Beschaffungsvolumen: € 199.992 Netto 

Ausgangssituation

Im Rahmen ihrer Forschungstätigkeiten entwickelt die FOTEC innovative elektrische Antriebssysteme für Satelliten, die auf wissenschaftlichen Forschungsmissionen der Europäischen Weltraumorganisation ESA zum Einsatz gelangen sollen. Die Schlüsselkomponente bei diesen elektrischen Flüssigmetallionentriebwerken ist eine poröse, kronenähnliche Struktur aus Wolfram, der sogenannte Multi-Emitter. Diese Multi-Emitter werden aktuell mittels Metall-Spritzguss und nachfolgender Entbinderung und Sinterung unter Wasserstoffatmosphäre hergestellt. Der große Nachteil dieses Herstellungsprozesses ist die Notwendigkeit von Spritzgussformen mit komplexer Auswurfmechanik. Die Herstellung dieser Spritzgussformen ist zeitaufwändig und teuer, insbesondere wenn die erforderlichen Sückzahlen nur im zwei- bis maximal dreistelligen Bereich liegen. FOTEC will die elektrischen Flüssigmetallionentriebwerke nun weiterentwickeln, um die Schubkraft der Triebwerke zu erhöhen sowie die Fokussierung des Ionenstrahls bei gleichzeitiger Miniaturisierung zu optimieren. Diese Anforderungen ergeben sich aus den geplanten wissenschaftlichen Forschungsmissionen der ESA. Für die genannten Weiterentwicklungen und Optimierungen ist die Geometrie der Multi-Emitter anzupassen, sodass eine Vielzahl unterschiedlicher Designs getestet werden muss. Jedes Design würde eine eigene Spritzgussform erfordern, was mit sehr hohen Kosten und einem hohen zeitlichen Aufwand in Verbindung steht. 

Als kostengünstige und zeitsparende Alternative bietet sich das 3D Drucken der Multi-Emitter aus Wolfram an. Damit ließen sich unterschiedliche Geometrien der Multi-Emitter prototypisch herstellen und in weiterer Folge wissenschaftlich auf ihre Eignung für die Forschungs-missionen der ESA hin testen.

Vor Projektstart existierte bei FOTEC die klassische Prozesskette (Herstellung der Kronen mittels Metall-Spritzguss, thermische Entbinderung der Kronen sowie anschließend das Sintern der Kronen)

Vorgehensweise

Bei diesem Projekt gab es keine inhaltlichen Projektphasen. Aufgabe dieses Projektes (Modul „IÖB-Toolbox Transfer“) war die Beschaffung von innovativen Produkten, gegenständlich in diesem Fall von einem neuartigen 3D-Drucker, welcher am 17.06.2021 erfolgreich in Betrieb genommen werden konnte. Aufgrund der hohen Kosten musste die Anlage öffentlich ausgeschrieben werden. Mit der Ausschreibung wurde die Kanzlei von MMag. Dr. Claus Casati beauftragt.

An der Umsetzung waren die folgenden Organisationen beteiligt:

  • FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH
  • RA Kanzlei Casati
  • Incus GmbH

Ergebnis und Mehrwert

n/a

Ansprechpartner

 Hr. DI (FH) Reinhard Hubmann

Leitung Engineering Technologies

Weiterführende Links

  • www.fotec.at