Boeing revolutioniert die Herstellung von Solarmodulen für Satelliten durch den Einsatz von industriellem 3D-Druck. Ziel ist es, die Produktionszeiten für diese entscheidenden Komponenten zu halbieren und damit der wachsenden Nachfrage nach schnellen Raumfahrteinsätzen gerecht zu werden.
Diese Innovation verspricht, den gesamten Herstellungsprozess von Satelliten-Solarmodulen zu transformieren, Durchlaufzeiten drastisch zu verkürzen und die Effizienz zu steigern. Die ersten 3D-gedruckten Solarmodule werden mit Solarzellen von Spectrolab, einer Tochtergesellschaft von Boeing, auf Kleinsatelliten des Boeing-Tochterunternehmens Millennium Space Systems zum Einsatz kommen. Die Solarmodul-Substrate sind essenziell für die sichere Befestigung der Solarzellen und gewährleisten deren Stabilität und Ausrichtung für eine optimale Sonnenerfassung im Orbit.
Traditionell werden diese Substrate aus Verbundplatten gefertigt, ein Prozess, der Wochen dauert und erheblichen manuellen Aufwand erfordert. Boeings neues Verfahren der additiven Fertigung reduziert diesen Zeitaufwand um etwa sechs Monate, was einer Produktionssteigerung von bis zu 50 % entspricht. Durch das direkte Drucken von Strukturkomponenten und integrierten Merkmalen in das Substrat kann Boeing die Montage optimieren, sodass sie parallel zur Zellproduktion erfolgen kann. Robotergestützte Montage und automatisierte Inspektionen bei Spectrolab sollen die Geschwindigkeit und Konsistenz weiter erhöhen, indem arbeitsintensive Übergaben minimiert werden.
Dieser Ansatz ist skalierbar und für kleine Satelliten ebenso wie für Boeings größere Plattformen, wie die 702-Klasse, konzipiert. Die Markteinführung ist für 2026 geplant. Melissa Orme, Vice President of Materials and Structures bei Boeing Technology Innovation, betont: „Durch die Kombination von qualifizierten Materialien mit einem gemeinsamen digitalen Faden und einer hochratigen Produktion können wir Strukturen erleichtern, neuartige Designs entwickeln und Erfolge über Programme hinweg wiederholen.“ Dies unterstreicht Boeings Strategie, fortschrittliche Fertigungsmethoden für verbesserte Leistung und Designflexibilität zu nutzen.
Die additive Fertigung ist ein Eckpfeiler von Boeings Strategie im Weltraum- und Verteidigungssektor, um Durchlaufzeiten zu verkürzen und Produktionsraten zu erhöhen. Das Unternehmen hat bereits über 150.000 3D-gedruckte Teile in seine Produktlinien integriert, darunter mehr als 1.000 Hochfrequenzkomponenten auf jedem militärischen Satelliten der Wideband Global Satcom (WGS)-Reihe. Obwohl der 3D-Druck bereits für kleinere Raumfahrzeugkomponenten eingesetzt wird, stellen Solarmodul-Substrate größere Herausforderungen dar, insbesondere hinsichtlich Gewicht, Steifigkeit und thermischer Stabilität unter extremen Weltraumbedingungen.
Boeings neuartiger Ansatz adressiert diese Komplexitäten effektiv und ebnet den Weg für eine effizientere und beschleunigte Bereitstellung von Satelliten-Solarmodulen. Die Luft- und Raumfahrtindustrie verzeichnet ein starkes Wachstum im Bereich des 3D-Drucks, der zur Herstellung komplexer und leichter Komponenten beiträgt, was die Treibstoffeffizienz verbessert und die Fertigungskosten senkt. Laut Marktanalyse wird der globale Markt für 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt bis 2026 voraussichtlich 6,74 Milliarden US-Dollar erreichen. Boeing hat bereits über 50 3D-gedruckte Teile in den SES-15-Satelliten integriert, was dessen Entwicklung beschleunigte und zu einer Auslieferung vor dem Zeitplan führte.