Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWSEntwicklung von gedruckten Heizern für Raumfahrtsysteme
Motivation
Heizer, die mittels Dickschichttechnik direkt auf Raumfahrtstrukturen gedruckt werden, bieten verschiedene Vorteile gegenüber anderen Technologien wie Filmheizer auf Polyimidfolie oder Heizerkartuschen. Die Vorteile liegen z. B. in möglichen hohen Betriebstemperaturen (330 °C) bei gleichzeitig hohen Leistungsdichten (40 W/cm²). Nachdem die Performance der neuen Heizer in Vorgängerprojekten dargestellt wurde, muss aktuell der Herstellungsprozess qualifiziert werden um den hohen Qualitätsansprüchen und Sicherheitsanforderungen der Raumfahrt zu genügen.
Ziele und Vorgehen
Hohe Leistungsdichten und ein automatisierbarer Fertigungs- und Integrationsprozess. Nach dem Test verschiedener geeigneter Materialien wurden verschiedene Designs entwickelt, getestet und modelliert. Derzeit entwickeln Airbus und Fraunhofer IWS gemeinsam ein Prozessqualifikationsdokument. Diese Dokumente enthalten einerseits eine Technologiebeschreibung einschließlich kritischer Fertigungsparameter sowie Informationen darüber, anhand welcher Kriterien eine Prüfung der Heizer erfolgen kann. Zudem wird im Rahmen des Projekts ein Technologietransfer an mögliche zukünftige Zulieferer vorbereitet.
Innovationen und Perspektiven
Eine Prozessqualifikation stellt eine reproduzierbare Herstellung der Heizer sicher und ermöglicht ihre Auslegung für Thermalkontrollsysteme für Raumfahrtzeuge. Sie ist ein notwendiger Schritt, um eine Technologie überhaupt in Raumfahrtmissionen einsetzen zu können. Sie ist außerdem Voraussetzung dafür, dass Zulieferer die Technologie adaptieren können. Perspektivisch ermöglichen die gedruckten Heizer leistungsfähigere, zuverlässigere und massesparende Thermalkontrollsysteme für die Raumfahrt.