Komponen pencetakan 3D untuk menghilangkan puing-puing luar angkasa yang "tidak kooperatif"

• Apa yang dibutuhkan: dua motor stepper NEMA 11, mur sekrup timbal cetak 3D yang terbuat dari iglidur ® J260 tribofilamen®, film geser plastik Tribo-Tape yang terbuat dari iglidur® V400
• Proses pembuatan: Ekstrusi filamen (FDM)
• Persyaratan: Suhu & ketahanan tekanan komponen, desain yang tahan lama dan ringan, mekanisme pengeluaran yang andal
• Bahan: iglidur® J260
• Industri Industri kedirgantaraan
• Sukses melalui kerja sama: motor stepper dan spindel berulir bersama dengan film geser plastik menjamin pengeluaran yang andal

Sekilas tentang aplikasi:
Agar berhasil mengumpulkan puing-puing ruang angkasa, data uji harus dikumpulkan terlebih dahulu mengenai pergerakan komponen di ruang angkasa. Sebuah tim yang terdiri dari enam mahasiswa dari Universitas Bremen dan Universitas Sains Terapan Bremen telah mengembangkan modul roket yang menggunakan sensor dan kamera untuk merekam pergerakan dan posisi objek di ruang angkasa dengan menggunakan benda uji yang dilontarkan. Dua penggerak sekrup paralel digunakan untuk mekanisme pelontaran. Penggerak sekrup terpapar pada beban ekstrem, seperti suhu +200 ° C akibat gesekan udara, dan harus berfungsi secara andal. Di sinilah komponen dari igus® berperan: Penggerak spindel drylin® masing-masing digerakkan oleh motor stepper NEMA 11. Dudukan untuk bodi uji dipasang ke mur sekrup timbal cetak 3D yang terbuat dari tribofilamen® iglidur® J260-PF. Film geser plastik digunakan untuk memastikan bahwa benda uji terlepas dari dudukannya dan menjauh dari roket.

Dalam proyek UB-Space, enam mahasiswa mengerjakan masalah "mengumpulkan" dan membuang sampah antariksa. Namun, untuk merealisasikan proyek ini, tim yang dipimpin oleh Maren Hülsmann membutuhkan data uji yang memadai tentang pergerakan benda di luar angkasa. Untuk melakukan hal ini, mereka ingin melontarkan benda uji berbentuk kubus ke dalam termosfer dan mengamatinya dengan kamera dan sensor untuk mengumpulkan data nyata yang diperlukan. Tim membutuhkan bahan yang dapat diandalkan untuk komponen mekanisme pelontar yang akan digunakan untuk menjatuhkan objek dari roket. Bahan-bahan tersebut harus memenuhi persyaratan khusus yang berkaitan dengan ruang angkasa, seperti ruang pemasangan yang terbatas dan berat, serta konsumsi energi dan ketahanan yang baik terhadap tekanan dan suhu.

Dengan bahan dari igus® yang dioptimalkan untuk aplikasi geser, tim dengan cepat menemukan komponen yang sesuai untuk mekanisme ejeksi yang direncanakan. Komponen ini terdiri dari dua motor stepper NEMA 11, yang pada gilirannya masing-masing dihubungkan ke spindel berulir melalui kopling. Konstruksi ini dipasang pada dinding roket dengan mur sekrup timbal yang dicetak 3D yang terbuat dari iglidur® J260-PF. Permukaan saluran pelontar dilapisi dengan Tribo-Tape yang terbuat dari iglidur® V400 sehingga benda uji dapat dilontarkan tanpa gesekan.

Bukan hanya di Bumi saja yang memiliki masalah sampah. Dengan lebih dari 1.000 satelit yang mengorbit planet biru ini, ada juga banyak sampah di luar angkasa setelah puluhan tahun perjalanan luar angkasa. Saat ini ada lebih dari 30.000 objek yang mengorbit Bumi, yang bisa sangat berbahaya bagi satelit aktif. Objek-objek ini dapat mencapai kecepatan hingga 25.000 km/jam dan dengan demikian melepaskan energi yang sangat merusak jika terjadi tabrakan. Tujuan dari proyek UB-Space adalah untuk mengumpulkan sampah di luar angkasa dan membuangnya dengan benar. Tim interdisipliner beranggotakan enam orang yang terdiri dari mahasiswa Universitas Bremen dan Universitas Ilmu Terapan Bremen telah menetapkan tugas untuk menganalisis pergerakan benda-benda yang disebut "" tidak kooperatif ini di luar angkasa untuk memungkinkan kampanye pengumpulan sampah yang tepat. Untuk tujuan ini, sebuah benda uji yang dipasang dalam modul roket dilepaskan ke termosfer. Posisi dan pergerakan benda yang disebut "Free Falling Unit" (FFU) ini direkam dengan tepat oleh sensor dan sistem kamera setelah dilontarkan, sehingga menciptakan dasar perhitungan yang nyata bagi tim.

Tim UB-Space mengembangkan mekanisme khusus untuk modul roket agar dapat mengeluarkan FFU ini secara andal pada waktu yang tepat. Namun, penggunaan mekanisme ini di luar angkasa sangat berbeda dengan misi normal di Bumi. Menurut mahasiswa teknologi kapal, Oliver Dorn, konsumsi energi, berat, dan ruang instalasi semuanya terbatas. Selain itu, gesekan udara menghasilkan suhu hingga +200 ° C. Setelah beberapa kali pengujian, tim memutuskan untuk memilih sistem penggerak yang terdiri dari dua spindel berulir paralel yang memperpanjang unit tempat FFU berada. Sebuah penutup, yang diledakkan terlebih dahulu, berfungsi sebagai pembuka unit. Spindel baja tahan karat dari program igus® drylin® masing-masing digerakkan oleh motor stepper NEMA 11. Mereka menempuh jarak 150 milimeter dengan torsi tinggi dan kecepatan rendah 3 cm/s. Sisi berlawanan dari konstruksi dipasang pada dinding roket dengan mur sekrup timbal yang dicetak 3D yang terbuat dari iglidur® J260-PF. Agar FFU dapat dikeluarkan selancar mungkin, saluran pelontar dilapisi dengan film geser plastik Tribo-Tape yang terbuat dari iglidur® V400. Bahan dari igus® sangat cocok untuk jenis aplikasi seperti ini, karena sifat gesernya yang optimal memastikan pengeluaran yang bebas dari kemiringan dan hemat energi. Mereka juga tahan terhadap tekanan dan suhu serta memiliki bobot yang ringan, yang sangat menentukan untuk persyaratan struktural khusus.

Selain tribofilamen iglidur J260-PF yang digunakan, igus menawarkan filamen lain untuk pencetakan 3D. Seperti namanya, filamen ini dioptimalkan secara tribologi dan cocok untuk aplikasi apa pun yang mengkhawatirkan gesekan dan keausan. Hanya dalam aplikasi seperti itulah pelanggan mendapatkan keuntungan dari masa pakai yang lama dan ketahanan suhu hingga 180 ° C. Proses pencetakan memungkinkan geometri yang rumit untuk diproduksi dalam satu operasi. Proses aditif sangat cocok untuk komponen khusus untuk prototipe atau volume kecil. Biaya produksi lebih rendah dan oleh karena itu tidak ada jumlah minimum.