Blog

Aug 19, 2023

Zuschuss für 3D-Druck-Entwicklung in der Raketenwissenschaft vergeben

Wissenschaftler der Staatlichen Universität Tomsk starten ein Projekt zur Untersuchung neuer Verbindungen für die additive Fertigung, die in der Raketenwissenschaft eingesetzt werden sollen. Zwei Jahre lang werden sie sich mit 3D-Druckpulver befassen

Wissenschaftler der Staatlichen Universität Tomsk starten ein Projekt zur Untersuchung neuer Verbindungen für die additive Fertigung, die in der Raketenwissenschaft eingesetzt werden sollen. Zwei Jahre lang werden sie 3D-Druck-Pulververbindungen erforschen, aus denen sich unter bestimmten Bedingungen komplexe Feststofftreibstoffe für Raketentriebwerke herstellen lassen.

Unter der Leitung von Aleksandr Zhukov, Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, erhielt das Projekt „Physikalische und chemische Grundlagen der Hochenergie-Materialtechnologie in der additiven Fertigung“ ein Stipendium der Russischen Wissenschaftsstiftung (RSF).

Wie auf der RSF-Website angegeben, zielt das Projekt darauf ab, eines der aktuellen Probleme der Raketenwissenschaft zu lösen. Feststofftriebwerke werden in diesem Bereich immer häufiger eingesetzt, da sie zuverlässiger sind und keine langwierige und komplexe Vorbereitung für den Start erfordern. Für die Entwicklung neuer Baupläne für solche Triebwerke ist die Entwicklung geeigneter Arten von Raketentreibstoff erforderlich. Zu den wichtigen Aufgaben in diesem Szenario gehört nicht nur die Suche nach neuen Komponenten, sondern auch die Verfeinerung möglicher geometrischer Formen für Festbrennstofftreibstoffe.

„Mit klassischen Fertigungstechnologien wäre die Herstellung solcher Formen für Treibstoffe entweder unmöglich oder äußerst schwierig. Das Projekt zielt darauf ab, die Herausforderung anzugehen, neue hochtechnologische additive Fertigungsmethoden zu entwickeln, die auf hochenergetischen Materialien basieren, die in Festbrennstoffverbindungen enthalten sind“, sagte der In der Projektbeschreibung auf der RSF-Website heißt es.

Das von den Wissenschaftlern angestrebte Endziel besteht darin, die physikalischen und chemischen Grundlagen der Technologie zur Herstellung hochenergetischer Verbindungen zu entwickeln: Die Verbindungen würden wiederum die Schaffung neuer Treibstoffformen und anderer Komponenten für Feststoffmotoren ermöglichen. Die Verbindungen sollen im ultravioletten Bereich aushärten und für das additive Verfahren der Projektionsstereolithographie (SLA) 3D-Drucktechnik geeignet sein.

Die Wissenschaftler werden zunächst mit Pulververbindungen auf Basis von Aluminium, Perchlorat und Ammoniumnitrat arbeiten. Ein Photoinitiator sowie Polymere auf der Basis von Acrylmonomeren und -oligomeren werden eine Basis für Verbindungen sein, die als UV-härtbare Bindemittel verwendet werden.

„Im Moment fangen die Branchenteilnehmer gerade erst an, darüber nachzudenken, die additive Fertigung zur Herstellung bestimmter Produkte einzusetzen. Die von uns angebotenen Verbindungen und Techniken ermöglichen die Herstellung komplex geformter Gegenstände, deren Anschaffung andernfalls unmöglich oder nur sehr zeitaufwändig wäre.“ teilt Dmitriy Tkachyov, Projektleiter und TSU-Doktorand.

Das TSU-Forschungsteam hat die RSF-Stipendien 2023 und 2024 gewonnen. Die jährliche Finanzierung beträgt 1,5 Millionen Rubel.

„Die Finanzierung verschafft uns den nötigen Vorsprung. Mit der Arbeit an dem geförderten Projekt zu beginnen, wäre der erste Schritt, um einen kleinen Kreis von Leuten in das neue Fachgebiet einzubinden: Wenn es in den ersten zwei Jahren positive Ergebnisse gibt, werden sie das gerne tun.“ Wir werden weiterhin in diesem Bereich arbeiten“, erklärt Dmitriy Tkachyov.

In zwei Jahren will das TSU-Forschungsteam die notwendigen Verbindungen für den 3D-Druck beschaffen, ihre UV-beeinflussten Aushärtungsmechanismen bewerten und die ausgehärteten Proben untersuchen. Sie werden die strukturellen und physikalischen Eigenschaften der gewonnenen Materialien sowie ihre mechanischen, energetischen und anderen Eigenschaften im Detail untersuchen.

„Die hochenergetischen Verbindungen mit UV-härtbaren Bindemitteln, ihre Herstellungstechniken und die gesamten Forschungsergebnisse, die alle im Rahmen des Projekts vorgestellt und untersucht werden, werden den Grundstein für zukünftige Studien im schnell wachsenden Bereich der additiven Fertigung legen.“ Die RSF-Website fasst zusammen.

Originalartikel von: RIA Tomsk. Foto zur Verfügung gestellt von: Dmitriy Tkachyov.