• Poprzedni: Produkcja pojazdów policyjnych i specjalnych z wykorzystaniem druku 3D
  • Następny: Nowość w ofercie BIBUS MENOS - drukarki 3D w technologii SLS od Formlabs
Data dodania: 8 października 2024

Zastosowanie druku 3D w produkcji elementów satelitarnych

Case study Airbus Defence and Space
Branża kosmiczna jest jedną z najbardziej wymagających technologicznie gałęzi przemysłu, a satelity, choć często opisywane jako "towarzysze" Ziemi, to w rzeczywistości niezwykle zaawansowane urządzenia technologiczne, które odgrywają kluczową rolę w naszym codziennym życiu – od prognozowania pogody po komunikację i nawigację. Jednym z globalnych liderów w produkcji technologii satelitarnych i transportu kosmicznego jest Airbus Defence and Space, a jego hiszpański oddział zajmuje się projektowaniem i produkcją komponentów satelitarnych. Firma ta stawia na nowoczesne materiały i innowacyjne metody produkcji, by sprostać wymaganiom branży kosmicznej, gdzie zastosowanie technologii wytwarzania przyrostowego staje się coraz bardziej powszechne.

W naszej ofercie w BIBUS MENOS, jako dystrybutora EOS GmbH w Polsce, dostarczamy zaawansowane rozwiązania, które umożliwiają firmom, takim jak Airbus Defence and Space, osiąganie doskonałych wyników w produkcji komponentów satelitarnych przy użyciu druku 3D. W poniższym studium przypadku przedstawiamy, jak technologia druku 3D EOS optymalizuje produkcję kluczowych elementów satelitarnych.

Źródło zdjęcia: Airbus Defence and Space

Satelita telekomunikacyjna: trzy produkowane addytywnie wsporniki z łatwością wytrzymują zakres temperatur 330°C i spełniają wysokie wymagania misji kosmicznych

 

Airbus Defence and Space – lider technologii kosmicznej

 
Airbus Defence and Space, część Airbus Group, to europejski gigant w dziedzinie technologii obronnych i kosmicznych. Jego działalność obejmuje projektowanie i produkcję zarówno systemów satelitarnych, jak i komponentów dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). W szczególności, hiszpański oddział firmy, z siedzibą w Madrycie, skupia się na wykorzystaniu nowoczesnych materiałów kompozytowych oraz innowacyjnych metod produkcji, które są nieodzowne w warunkach kosmicznych, gdzie urządzenia muszą sprostać ekstremalnym zmianom temperatur i siłom zewnętrznym.
 

Wyzwanie – optymalizacja wsporników satelitarnych

 
Jednym z kluczowych elementów w konstrukcji nowoczesnych satelitów są specjalne wsporniki, które łączą korpus satelity z reflektorami i antenami umieszczonymi na jego górnej części. Konstrukcja tych wsporników stanowiła jednak istotne wyzwanie dla inżynierów Airbus Defence and Space. Z jednej strony musiały one zapewniać solidne mocowanie do korpusu, z drugiej zaś – ich zadaniem było kompensowanie ogromnych wahań temperatury w przestrzeni kosmicznej, która może wynosić od –180°C do +150°C. Tak duża różnica temperatur sprawia, że materiał, z którego wykonano wsporniki, musi być nie tylko wytrzymały, ale także odporny na zmiany termiczne.
 
Niestety, tradycyjne metody produkcji wsporników i ich połączenie z elementami z włókna węglowego nie spełniały oczekiwań firmy Airbus Defence and Space, co wymusiło poszukiwanie alternatywnych rozwiązań. Wybór materiału padł na tytan, który ze względu na swoją niską wagę, doskonałą przewodność cieplną oraz odporność na ekstremalne warunki termiczne jest idealnym rozwiązaniem w branży kosmicznej. Każdy kilogram wysłany w kosmos generuje ogromne koszty, sięgające setek tysięcy dolarów, dlatego ograniczenie wagi każdego komponentu ma kluczowe znaczenie.
 

Rozwiązanie – druk 3D od EOS

 
Inżynierowie zdecydowali się na wykorzystanie technologii druku 3D z metalu (DMLS) oferowanej przez EOS. Dzięki tej addytywnej metodzie wytwarzania, możliwe było wykorzystanie tytanu jako sprawdzonego materiału, jednocześnie umożliwiając łatwą optymalizację projektu komponentów. Rozwiązanie, na które się zdecydowano, ma dwie zalety. Z jednej strony zoptymalizowano sam proces produkcji, a z drugiej, poprawiono projekt, co pozwoliło na wyprodukowanie całego elementu w jednym etapie.
 
Po opracowaniu projektu, inżynierowie przystąpili do produkcji na maszynie EOSINT M 280. Proces ten polega na precyzyjnym topieniu proszku metalowego warstwa po warstwie za pomocą wiązki laserowej, co pozwala na stworzenie precyzyjnego elementu bez marnowania materiału – nadmiar proszku można ponownie wykorzystać.
 

Źródło zdjęcia: Airbus Defence and Space
Wytrzymałe tytanowe wsporniki zostały wyprodukowane przy użyciu EOSINT M 280. Z powodzeniem i długotrwale wytrzymują wysokie temperatury i siły zewnętrzne w przestrzeni kosmicznej

 

Wyniki – lepsza wydajność i oszczędności

 
Nowe wsporniki spełniają wszystkie wymagania. Najważniejszym osiągnięciem jest poprawiona odporność temperaturowa całej struktury, która jest w stanie wytrzymać różnicę temperatur sięgającą 330°C przy obciążeniu wynoszącym 20 kN. Dodatkowo, dzięki technologii druku 3D, udało się skrócić czas produkcji wsporników o pięć dni w porównaniu do tradycyjnych metod montażu jednostek antenowych i podreflektorowych. Obecnie produkcja trzech wsporników wymaganych do każdego satelity trwa mniej niż miesiąc.


Te udoskonalenia znacząco zmniejszają ryzyko awarii termicznych podczas testów kwalifikacyjnych. Koszt działań kosmicznych jest stosunkowo wysoki, dlatego tak ważne jest, aby chronić sprzęt przed ewentualnymi awariami. Technologia wytwarzania przyrostowego przyniosła wymierne korzyści w krytycznych aspektach projektu, bez potrzeby kompromisów – jest to coś, co inżynierowie lubią słyszeć, ale nie słyszą tego zbyt często.
 

Otilia Castro Matías – COC Antennae w Airbus Defence and Space

Oprócz technicznych korzyści, osiągnięto również znaczną redukcję kosztów – same oszczędności w produkcji przekroczyły 20%. Inżynierom udało się również zredukować wagę elementu o około 300 g, co oznacza oszczędność niemal jednego kilograma na każdym satelicie. Program ten był wspierany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), co pozwala na dalsze zastosowanie tej efektywnej technologii produkcyjnej w branży kosmicznej.

Podsumowanie

 
Technologia wytwarzania przyrostowego, oferowana przez EOS, stanowi klucz do rozwiązywania najtrudniejszych wyzwań produkcyjnych w branży kosmicznej. Dzięki drukowi 3D możliwe było zoptymalizowanie konstrukcji wsporników satelitarnych, co przyczyniło się nie tylko do znacznych oszczędności, ale także do zwiększenia wydajności i niezawodności całego systemu. Jako BIBUS MENOS, dostarczamy te zaawansowane rozwiązania na polski rynek, wspierając firmy w implementacji nowoczesnych technologii druku 3D, które pozwalają na osiąganie doskonałych wyników w najbardziej wymagających branżach, takich jak lotnictwo i przemysł kosmiczny.
 
EOS i jego technologie druku 3D otwierają przed firmami nowe możliwości projektowe i produkcyjne, pozwalając na skrócenie cykli produkcyjnych, redukcję kosztów i zwiększenie innowacyjności. Jesteśmy dumni, że możemy wspierać naszych klientów w ich drodze do sukcesu, dostarczając im najnowocześniejsze narzędzia do realizacji ich ambitnych projektów.
 
 

Treści powiązane