ESA-Projekt: ZwickRoell aus Ulm prüft Material aus Mondstaub für Bau einer Mondstation per 3D-Drucker

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Beschreibung: Insgesamt vier Probentypen, die sich in Form und Herstellungsprozess unterschieden, wurden bei ZwickRoell in Druck- und 3-Punkt-Biegeversuchen geprüft.

Fotograf: ZwickRoell GmbH & Co. KG

Foto in Originalgröße

Der Mond als „Sprungbrett zum Mars“ - und weiter in den Weltraum: Das ist die Vision, die hinter dem Bau einer Mondbasis steht - und zu der internationale Weltraumbehörden bereits konkrete Pläne besitzen. Doch da es teuer ist das für den Bau benötigte Material und Werkzeug von der Erde zum Mond zu transportieren, erarbeitete die Lithoz GmbH aus Wien, als Spezialist für technische Keramik im 3D-Druck, für die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ein Verfahren, wie sich aus synthetischem Mondstaub - per 3D-Drucker mit LCM-Technologie – Baumaterial, Ersatzteile und Werkzeuge herstellen lassen. „Unsere LCM-Technologie ist - wenn man auf die Qualität der Ergebnisse Wert legt – führend und der Goldstandard im keramischen LCM 3D-Druck“, erläutert Johannes Homa, Geschäftsführer der Lithoz GmbH aus Wien.

Echter Mondstaub unbrauchbar - Prüfung mit synthetischem Material

Im November untersuchten ZwickRoell Prüfingenieure im Auftrag der Lithoz GmbH die Proben aus Regolith, künstlich hergestelltem Mondstaub. Diese per Sinter-Verfahren bei +1100° C und +1200 °C hergestellten Proben, unterscheidbar an der hellen und dunklen Braunfärbung, wurden Druck- und 3-Punkt-Biegeversuchen unterzogen, um ihre besonderen Eigenschaften in puncto Belastbarkeit zu ermitteln. Zuvor war das Material bereits in Wien geprüft worden. „Eine zweite Untersuchung ist in solchen Fällen immer sehr hilfreich und unterstützt, das Verfahren stetig zu verbessern“, erklärt Homa das Vorgehen. Warum jedoch wurden für die Prüfungen Proben aus synthetischem, also „künstlichem“ auf der Erde produzierten, Mondstaub (Regolith) verwendet?
Das habe ganz simple Gründe, berichtet Homa: „Von früheren Mondmissionen existieren auf der Erde rund 400 Kilogramm Mondstaub. Dieser ist aber durch die Luft und Feuchtigkeit inzwischen kontaminiert. Auch hat er seine chemische Reaktivität verloren und ist somit unbrauchbar für heutige Versuchszwecke.“ Der künstlich hergestellte Regolith besitze jedoch „zu fast 100 Prozent identische chemische, mechanische oder technische Eigenschaften und Charakteristika wie echter Mondstaub.“

Prüfergebnisse werden analysiert und mit der ESA besprochen

Zwei Tage dauerten die Prüfungen im Labor bei ZwickRoell am Standort in Ulm- Einsingen. „Für uns stellten die Materialtests mit Regolith ein Novum dar, die wir den speziellen Kundenanforderungen entsprechend aber sehr gut durchführen konnten“, resümiert Tobias Ebner, verantwortlicher Werkstoffingenieur für die Probenprüfungen des Projektes „Moon Dust“. Und er ergänzt: „Die Bewertung der Prüfergebnisse, ob und inwieweit sich das Material eignet für den Bau einer Mondstation oder es mitunter angepasst werden muss, das obliegt jetzt unserem Auftraggeber.“ Aktuell werden die Ergebnisse und Erkenntnisse der zweitägigen Qualitätstests von der Lithoz GmbH analysiert, mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) besprochen und anschließend veröffentlicht.

Unternehmensgründer lernten auf ZwickRoell Prüfmaschinen

Doch wie kam es zur Kooperation zwischen ZwickRoell und dem Wiener Unternehmen? Die Verbindung „Wien - Ulm“ bestehe seit der Studienzeit der beiden Geschäftsführer Johannes Benedikt und Johannes Homa. Homa: „Wir haben schon im Studium der Materialwissenschaften mit ZwickRoell Maschinen gearbeitet. Als sehr verlässlicher und qualitätsbewusster Partner hat uns ZwickRoell sozusagen unseren Weg vom Start-up hin zum Weltmarktführer geebnet. Daher begleitet uns das Ulmer Unternehmen jetzt auch auf dieser besonderen Mond Mission.“
Wann der Bau einer Mondstation tatsächlich beginnt, steht aktuell noch in den Sternen. Aber eines sei „schon fix“. Homa: „Wer zum Mond fliegt, kommt an uns nicht vorbei. Wir möchten - im wahrsten Sinne des Wortes - nach den Sternen greifen und das Denkbare ermöglichen und weltraummäßig mit unserer Kompetenz umsetzen. Oder lateinisch gesprochen: Per aspera ad astra („Durch die Anstrengung zu den Sternen“). Dank ZwickRoell sind wir einen großen Schritt vorangekommen.“