3D-print til rumfartsindustrien: Hvordan ser fremtiden ud for de danske 3D-print virksomheder?
Jeg synes 3D-print til rumfart er superspændende – men jeg har desværre ikke forstand på det, så derfor har jeg inviteret min gode kollega, Anders Bæk Hjermitslev, til at skrive dette indlæg. Anders er leder af Teknologisk Instituts afdeling for ”3D-print Forskning og Udvikling” og desuden ansvarlig for aktiviteterne omkring 3D-print til rumfart.
I anledning af Andreas Mogensens opsendelse til den internationale rumstation ISS vil vi i dag vende blikket mod 3d-prints potentiale i rummet – og sætte fokus på de danske virksomheders rolle indenfor rumfartsindustrien.
Som mange af jer sikkert ved, er Andreas Mogensen og hans team blevet koblet til den internationale rumstation den 27. august kl.15.29. Under det seks måneder lange ophold skal astronauterne foretage en række af videnskabelige eksperimenter i samarbejde med forskningsinstitutter fra hele verden.
Ét af eksperimenterne består af et samarbejde mellem Andreas Mogensen og DTU Space, som går ud på at afprøve en 3D-printer, der skal printe metalgenstande i selve rummet. Der står en identisk 3D-printer på jorden hos DTU, og formålet med forsøget er at undersøge om komponenterne printet i rummet har samme kvalitet og egenskaber som dem DTU printer på jorden.
Det er første gang man forsøger at printe komponenter af metal i rummet, og derfor er det særdeles spændende hvordan de kommer til at opføre sig. Bliver de påvirket af rummets manglende tyngdekraft? Hvad betyder det for kvaliteten af delene?
Hvis forsøget viser sig at være en succes, og reservedelene er brugbare, vil det være en kæmpe fordel. Det er nemlig rigtig dyrt at sende reservedele op i rummet – derudover tager det også lang tid. Hvis man i fremtiden kan printe værktøj og reservedele i rummet, vil det lette en masse processer og tilmed være en økonomisk fordel.
3D-print til rumfartsindustrien
Selvom det er nyt og banebrydende at kunne 3D-printe i rummet, har man længe brugt 3D-print til produktionen af komponenter til satellitter og rumraketter. Tidligere har 3D-print til rumfart været et eksklusivt marked, primært domineret af statsfinansierede organisationer som NASA og ESA, men er nu, i stadigt stigende grad, tilgængeligt for kommercielle udbydere.
Et godt eksempel er virksomheden SpaceX, som producerer raketter. De bruger 3D-print til at producere avancerede motordele. Motordele til raketter er specialudviklede, såkaldte ”highly engineered components,” hvor der skal tages højde for mange aspekter, såsom ekstrem varme, mulighed for integreret køling og store kræfter.
Her kommer 3D-prints potentialer ind i billedet. Med 3D-print kan man printe integrerede kølingskanaler og samtidig holde vægten nede ved at printe komponenter der kan modstå ekstrem varme og som kan printes i letvægtsmaterialer.
Når man opholder sig i rummet, er der ikke luft til naturligt at kunne lave konvektion og for eksempel køle satellitter ned. Derfor kan det være besværligt at fastholde en specifik temperatur i rummet. I den forbindelse er det en klar fordel at kunne integrere køling på en nem måde - og her er 3D-print den klart mest oplagte og effektive teknologi.
A match made in heaven
For det første er der ikke et prispres i space, og for det andet er det one-of-a-kind komponenter som designes til space. 3D-print kan være en dyr produktionsmetode, og lige præcis indenfor rumfartsindustrien, betyder produktionspris ikke ret meget.
Ingeniører bruger typisk rigtig meget tid på at udvikle, designe og beregne på komponenterne, og her er 3D-prints designegenskaber et godt match. Man kan nemt justere, automatisere og redigere i et 3D-print design i et CAD-program (Computer Aided Design red.) sammenlignet med designprocessen som bruges i traditionelle fremstillingsformer.
Danske virksomheder og 3D-print
Lad os prøve at vende blikket mod de danske 3D-print virksomheder. Her begynder der nemlig også at komme flere kommercielle udbydere til space, såsom GomSpace og SpaceInventor, som producerer satellitter og ikke mindst Orbex, som er en større dansk/skotsk virksomhed, der producerer komponenter til raketter. Orbex har senest købt en stor 3D-printer til at printe brændkammer og turbopumper i Danmark.
Jeg oplever, at anerkendelsen af 3D-print er vokset herhjemme såvel som i udlandet. Der har tidligere været en skepsis overfor kvaliteten, men jeg tror den holdning er ved at vende eftersom 3D-print har bevist, at det kan være mindst lige så holdbart som andre fremstillingsformer – endda også til rumfart. Så troværdigheden og interessen er klart steget.
Dog oplever jeg stadig, at det går forholdsvis langsomt fremad med implementeringen af 3D-print teknologien i danske virksomheder. Jeg tror grundlæggende, at det handler om en ændring af tankegang og muligheden for at afprøve 3D-print som alternativ teknologi i praksis. Her er Teknologisk Institut blandt andre med til at facilitere et samarbejde med danske virksomheder, som netop er interesseret i at implementere 3D-print, men har svært ved selv at kaste sig ud i en ny produktionsform.
Jeg ser helt klart, at rumfartsindustrien er et skridt foran – både med brug af materialer til 3D-print og anvendelsen af teknologien.
Hvor ser I, at 3D-print og space bevæger sig hen af? Kommer man til at kunne printe store komponenter i rummet, og bliver det måske muligt at om-printe rumskrot til brugbare dele?
