3D gedruckte Leiterplatte in Richtung Weltraum

„Die ESA hatte die Gelegenheit, zur Nutzlast von Woodsat beizutragen, und wir haben Zortrax gebeten, eines der von uns entwickelten Nutzlast-Funktionsteile mit PEEK herzustellen“, sagte ESA-Ingenieur Ugo Lafont. „Wir hatten sehr enge Zeitbeschränkungen und der Einsatz des dualen 3D-Druckverfahrens hat sich als Vorteil erwiesen, um den Demonstrator rechtzeitig fertig zu machen und zu qualifizieren.“

Zortrax hat mit dem Drucken experimentiert Leiterplatten die auch strukturell sind und zwei Formen des technischen Polymers PEEK verwenden – eine leitfähig und die andere isolierend. PEEK ist ein schwierig zu druckendes Material, das eine Hochtemperaturextrusion in eine Hochtemperaturatmosphäre erfordert. Das Unternehmen druckt die beiden PEEKs separat aus den beiden Düsen seines Endureal-Druckers.

Anfänglich war die Leitfähigkeit in der Ebene gut, aber die Leitfähigkeit in der Ebene schlecht. Eine detaillierte Entwicklung verbesserte die Situation auf 0.8 S/m bei 30 V – das 8-fache des Ausgangswerts – bei erhöhter körperlicher Stärke.

„Die 3D-gedruckten Schaltungen, die vor fast einem Jahr für bodenbasierte Tests verwendet wurden, waren relativ groß und ihre Geometrie war einfach“, sagte Jacek Krywko, Head of Advanced Printing bei Zortrax. „In nur einem Jahr haben wir die Möglichkeit entwickelt, ein Schaltung das war um ein Vielfaches kleiner und musste Löcher für Schrauben, Kabelführungen sowie leitfähige Polymerpfade enthalten und gleichzeitig sicherstellen, dass es die Startphase und die Bedingungen der Weltraumumgebung überlebte. All dies in einem Gerät von der Größe einer Briefmarke.“ (Foto links, ohne Abdeckung).

Zortax betonte gegenüber Electronics Weekly, dass es sich hierbei nicht um eine vollständige Leiterplatte handele, sondern nur um einen Demonstrationskörper für die Kombination von Leitfähigkeit und Isolierung Technologie, das für den Flug auf einer größeren normalen Platine montiert wird (Recht). Diese weitere Integration findet im ESTEC-Werk der ESA in den Niederlanden statt.

Wisa Woodsat ist ein interessanter CubeSat an sich, mit mehreren Teilen aus Birkenholz, die mit einer Beschichtung versehen sind, die ihn vor dem Weltraum schützen soll. Es wird vom finnischen Holzproduktgiganten UPM hergestellt – Wisa ist eine seiner Marken.

„Der Flugtest von 3D-gedruckten PEEK-Polymer-basierten elektrischen Schaltungen zum ersten Mal in der Geschichte passt hervorragend zum Gesamtthema dieser Mission“, sagte Zortrax-CEO Mariusz Babula. „Wir glauben, dass innovative Materialien und additive Fertigung den Weltraum für Unternehmen und Wissenschaftler weltweit zugänglicher und leichter machen werden.“