"İş birliği yapmayan" uzay kalıntılarının giderilmesi için 3D baskı bileşeni

• Neye ihtiyaç vardı: iki NEMA11 step motor, iglidur J260 tribofilament'ten yapılmış 3D baskılı  somunlar, iglidur V400'den yapılmış tribo-bant plastik astar 
• Üretim yöntemi: filament ekstrüzyonu (FDM)
• Gereklilikler: bileşen sıcaklığı ve basınç direnci; dayanıklı, hafif tasarım; güvenilir ejeksiyon mekanizması
• Malzeme: iglidur J260
• Sanayi: havacılık ve uzay
• İşbirliğinden doğan başarı: step motorlar, kılavuz vidası ve plastik astar güvenilir ejeksiyonu garanti eder

Bir bakışta uygulama:
Uzay enkazını başarıyla toplamak için, parça üzerindeki test verileri önce uzay hareketi üzerinde toplanmalıdır. Bunu yapmak için Bremen Üniversitesi ve Bremen Uygulamalı Bilimler Üniversitesi'nden altı öğrenciden oluşan bir ekip, fırlatılmış bir test gövdesi kullanarak nesnelerin uzaydaki hareketini ve konumunu kaydetmek için sensörler ve kameralar kullanan bir roket modülü geliştirdi. Fırlatma mekanizması için paralel olarak iki kılavuz vida sürücüsü kullanılmıştır. Kılavuz vida tahrikleri, hava sürtünmesi nedeniyle +200°C sıcaklıklar gibi aşırı yüklere maruz kaldığından güvenilir bir şekilde çalışması gerekiyordu. İşte burada igus bileşenleri devreye girdi: drylin kılavuz vidalı sürücülerin her biri bir NEMA11 step motor tarafından tahrik edildi. Test gövdesi braketi, iglidur J260-PF tribofilamentten yapılmış 3D baskılı bir kılavuz vida somununa takıldı. Test gövdesinin braketten kaymasını ve roketten uzaklaşmasını sağlamak için plastik bir layner kullanıldı.
 

Roket modülüne içeriden bakış: Lineer tahrikler test gövdesini kapağın üzerinden dışarı doğru iter.

Sorun

UB-Space projesinde altı öğrenci yeniden "uzay" enkazını toplama ve imhası sorunu üzerinde çalıştı. Ancak bu projeyi uygulamak için Maren Hülsmann liderliğindeki ekip, nesnelerin uzayda hareketine ilişkin yeterli test verisine ihtiyaç duyuyordu. Bunu yapmak için, küp şeklindeki bir test gövdesini termosferin içine düşürmek ve orada ihtiyaç duydukları gerçek verileri toplamak için kameralar ve sensörlerle gözlemlemek istediler. Ekibin, nesneyi roketten düşüren fırlatma mekanizmasının bileşenleri için güvenilir malzemelere ihtiyacı vardı. Sınırlı kurulum alanı ve ağırlığının yanı sıra enerji tüketimi ve basınç ve sıcaklığa karşı iyi direnç gibi alanın özel gereksinimlerini karşılamak zorundaydı.

Çözüm

Kayar uygulamalar için optimize edilmiş igus malzemeleri ile ekip, planlanan fırlatma mekanizması için uygun bileşenleri zaman geçmeden buldu. Bu malzemeler, her biri bir bağlantı ile bir kılavuz vidaya bağlanan iki NEMA 11 step motorundan oluşuyordu. Bu yapı, iglidur J260-PF'den yapılmış 3D-baskılı somun ile roketin çeperine monte edilmiştir. Ejeksiyon kanalının çalışma yüzeyi iglidur V400'den yapılmış tribo-bant ile kaplanmıştır, böylece test nesnesi sürtünme olmadan fırlatılabilir.

 

Uzay ortamının korunması

Büyük bir atık sorunu sadece yeryüzünde yok. Mavi gezegenin yörüngesinde 1,000'den fazla uydu varken, onlarca yıl süren uzay yolculuğundan sonra uzayda da bir sürü çöp oluşmuş durumdadır. Şu anda dünyanın yörüngesinde aktif uydular için tehlikeli olabilecek 30.000'den fazla nesne var. Bu nesneler 25.000 km/saate kadar hızlara ulaşabilir ve böylece çarpışma durumunda yüksek tahrip edici enerji açığa çıkarabilirler. UB-Space projesinin amacı, uzaydaki atıkları toplamak ve doğru bir şekilde imha etmektir. Bremen Üniversitesi ve Bremen Uygulamalı Bilimler Üniversitesi'nde okuyan öğrencilerden oluşan altı üyeli disiplinler arası bir ekip uygun bir atık toplama kampanyası oluşturmak için uzaydaki "işbirlikçi olmayan nesnelerin hareketini analiz etme" görevini üstlenmiştir. Bu amaçla, bir roket modülüne monte edilmiş bir test gövdesi termosferin içine salınır. "Serbest Düşme Ünitesinin" (FFU) konumu ve hareketi, fırlatıldıktan sonra sensörler ve bir kamera sistemi tarafından hassas bir şekilde kaydedilir ve böylece ekibin hesaplaması için gerçek bir temel oluşturur.

Modüllü roket 15 Mart 2017 tarihinde uzaya fırlatıldı

igus bileşenleri uzayda kendilerini kanıtlıyor

Doğru zamanda güvenilir bir şekilde fırlatabilmek için UB-Space ekibi roket modülü için özel bir mekanizma geliştirdi. Ancak, mekaniğin uzayda kullanımı yeryüzündeki sıradan operasyonlardan çok farklıdır. Gemi mühendisliği öğrencisi Oliver Dorn'a göre enerji tüketiminin yanı sıra ağırlık ve montaj alanı sınırlıdır. Ek olarak, hava sürtünmesi +200°C'ye kadar sıcaklıklara neden olur. Birkaç testten sonra ekip, FFU'nun bulunduğu üniteyi genişletmek için paralel olarak kullanılan iki kılavuz vidadan oluşan bir tahrik sistemine karar verdi. Ünitenin açıklığı, önceden basınçla temizlenmiş bir klape tarafından sağlanır. igus drylin serisinden paslanmaz çelik kılavuz vidaların her biri bir NEMA 11 step motor ile tahrik edilir. Bunu yaparken, yüksek tork ve 3 cm/s'lik düşük hızda 150 milimetrelik bir mesafe kat ederler. Yapının karşı tarafı, iglidur J260-PF'den yapılmış 3D-baskılı somun ile roketin çeperine tutturulmuştur. FFU'nun mümkün olduğunca sorunsuz bir şekilde çıkarılabilmesi için, ejeksiyon mili, iglidur V400'den yapılmış tribo-bant plastik layner ile kaplanmıştır. igus malzemeleri tam olarak böyle bir kullanım için idealdir, çünkü optimum kayma özellikleri eğimsiz ve enerji tasarruflu fırlatma sağlar. Ayrıca basınca ve sıcaklığa dayanıklıdırlar ve hafiftirler ve bu hafiflik özel inşaat gereksinimleri için çok önemlidir.

(Soldan) igus satış danışmanı Florian Schindler, Amina Zaghdane, Maren Hülsmann ve Lars Flemnitz

Küçük ve büyük projeler için 3D baskı

Kullanılan igus iglidur J260-PF tribofilamentine ek olarak, igus 3D baskı için başka filamentler sunar. Adından da anlaşılacağı gibi, filamentler tribolojik olarak optimize edilmiştir ve sürtünme ve aşınmanın önemli olduğu her uygulama için uygundur. Yalnızca bu tür uygulamalarda müşteriler 180°C'ye kadar uzun kullanım ömrü ve sıcaklık direncinden faydalanırlar. Baskı işlemi karmaşık geometrilerin tek bir işlemde üretilmesini sağlar. Katkı işlemi özellikle prototipler veya küçük hacimlerde özel parçalar için uygundur. Üretim maliyetleri düşüktür ve bu nedenle minimum sipariş miktarı bulunmaz.
 

iglidur J260-PF tribofilament®