Hochleistungskunststoffe für Raumfahrtanwendungen

Leistung, die extreme Bedingungen überwindet

In der Raumfahrt sind Kompromisse keine Option. Komponenten müssen unter Vakuumbedingungen, bei hoher Strahlenbelastung und extremen Temperaturwechseln zuverlässig funktionieren. Häufig gilt dies über viele Jahre hinweg und ohne die Möglichkeit einer Wartung im Einsatz.

Für Satelliten, Trägersysteme und Bodenstationen werden daher Werkstoffe benötigt, die diesen extremen Bedingungen standhalten und eine zuverlässige Funktion gewährleisten. Dank unseres umfassenden Materialwissens und unserer langjährigen Erfahrung in der Kunststofffertigung können wir gezielt auf Ihre Anwendung eingehen, vom einzelnen Funktionsteil bis zum komplexen System.

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Werkstoffe für Weltraumanwendungen: Präzise auf die Anforderungen abgestimmt

In Raumfahrtanwendungen werden Werkstoffauswahl und Verarbeitung maßgeblich durch die spezifischen Missions- und Systemanforderungen bestimmt. Ensinger bietet ein umfassendes Portfolio an Hochleistungskunststoffen für den Einsatz im Vakuum, bei hoher Strahlenbelastung, kryogenen Temperaturen und hohen thermischen Belastungen.

Je nach Anwendung sind die Werkstoffe als Halbzeuge, bearbeitete Präzisionsteile, Formteile, Profile, Filamente oder Composite-Lösungen erhältlich

Polyimid (PI)

Für besonders hohe Anforderungen an Reinheit, Ausgasung und Temperaturbeständigkeit. PI zeichnet sich durch hohe Festigkeit von -270 °C bis +350 °C sowie eine sehr hohe Dimensionsstabilität aus.

Polyetheretherketon (PEEK)

Beständig gegenüber energiereicher Strahlung und chemischen Einflüssen, schwer entflammbar und für Vakuumanwendungen geeignet. Auch für die direkte Laserstrukturierung einsetzbar.

Polyetherimid (PEI)

Thermisch und mechanisch hoch belastbar, strahlungsbeständig und für die Vakuumtechnik geeignet.

Polyetherketonketon (PEKK)

Hohe thermische und mechanische Leistungsfähigkeit sowie inhärente Schwerentflammbarkeit – verfügbar als Filament für die additive Fertigung. 
 

Liquid Crystal Polymer (LCP)

Geeignet für HF-/RF-Antennen und dreidimensionale Verbindungstechnik[SA3.1] Durch die sehr gute dielektrische Eigenschaften mit geringer Signaldämpfung und hoher Dimensionsstabilität, eignet sich LCP für HF-/RF Antennen und 3D Verbindungstechnik. Selbst bei starken Temperaturwechseln im Weltraum bleibt die thermische Ausdehnung gering

Polytetrafluoroethylen (PTFE)

Sehr gute Gleit- und Reibeigenschaften, auch für kryogene Anwendungen.

Lösungen für die Raumfahrt

Satellitensysteme

Für Satellitenplattformen liefert Ensinger Komponenten für Entfaltungssysteme von Solarpanels, thermische Abstandhalter, Kabelisolierungen sowie Bauteile für Plattform- und Blocksysteme. Werkstoffe wie PI, PEEK und PEI verbinden geringes Gewicht mit der erforderlichen thermischen, mechanischen und elektrischen Leistungsfähigkeit.

Antennen & Hochfrequenzanwendungen

Für HF-/RF-Antennen und dreidimensionale Verbindungstechnik stehen unter anderem LCP-Lösungen zur Verfügung. Anwendungen umfassen auch Metasurface-Antennen für LEO-Systeme und Antennenhalterungen unter hoher thermischer Belastung.

Antriebs- und Entfaltungssysteme

Lagerkäfige, Gleitführungen und Komponenten für Ionenantriebssysteme benötigen hohe Dimensionsstabilität sowie belastbare tribologische Eigenschaften – auch unter Vakuum und bei extremen Temperaturen. Hier bieten insbesondere TECASINT-Werkstoffe auf Polyimidbasis bewährte Lösungen.

Vorteile für Raumfahrtanwendungen

  • Eine deutliche Reduzierung der Bauteilmasse kann Treibstoffbedarf und Startkosten senken
  • Hohe mechanische und tribologische Leistungsfähigkeit
  • Hohe Festigkeit, Steifigkeit und Verschleißbeständigkeit – auch unter kryogenen Bedingungen und ohne Schmierung
  • Widerstandsfähigkeit unter extremen Umgebungsbedingungen
  • Hohe Beständigkeit gegen Vakuum, kosmische Strahlung und starke Temperaturwechsel
  • Anwendungsspezifische Werkstoffmodifikation möglich

Flight Heritage: Im Weltraum bewährt

Ausgewählte TECASINT Werkstoffe sind bereits in Raumfahrtmissionen eingesetzt worden.

Material

Wesentliche Eigenschaften

Beispielanwendungen
TECASINT 1011 Gute Temperaturbeständigkeit bis 280 °C,
hohe Steifigkeit		 Thermische Unterlegscheiben und Abstandhalter,
BepiColombo mission
TECASINT 2011 Gute Zähigkeit und Steifigkeit, verbesserte thermische Alterung, geringere Ausgasung als TECASINT 1011 Drahtspulen, EstCube-1; thermische Abstandhalter für Sensoren
TECASINT 2391 Enthält Molybdändisulfid für sehr gute tribologische Eigenschaften im Weltraum Konuseinsätze, Naben für Drahtspulen, Getriebe und Lager
TECASINT 4011 Hochtemperaturtyp mit guter Zähigkeit und hoher Dimensionsstabilität Komponenten für Ionenantriebssysteme, Eutelsat 172 B / SES-12
TECASINT 4111 Für höchste thermische Anforderungen, HDT von 470 °C, geringe Wasseraufnahme, hohe Steifigkeit Satellitenbauteile bei extremer Wärmeeinwirkung, Antennenhalterungen, NORSAT 2

One-Stop Shop: Ihr integrierter Partner für Raumfahrtlösungen

Ensinger begleitet Raumfahrtprojekte entlang der gesamten Wertschöpfungskette: von der Entwicklung anwendungsspezifischer Compounds und Composites über Halbzeuge wie Platten, Rohre und Stäbe bis hin zum funktionsgerechten Fertigteil und zu Baugruppen.

Alle wesentlichen Prozesse stehen inhouse zur Verfügung. Das schafft durchgängige technische Verantwortung, kurze Abstimmungswege und eine verlässliche Basis für die Qualifizierung von Werkstoffen und Komponenten.

Erfahrung, Qualifikation und partnerschaftliche Begleitung

Langjährige Zusammenarbeit mit führenden Unternehmen der Raumfahrt und ein tiefes Verständnis für die Lieferkette bilden die Basis unserer Beratung. Ensinger betreibt vier nach AS/EN 9100 zertifizierte Zerspanungsstandorte in Frankreich, Großbritannien, China und den USA.
 
Unsere Experten begleiten Sie von der Konzeptphase über die Qualifizierung von Werkstoffen und Komponenten bis zur finalen Freigabe des Endprodukts.

Fallbeispiel für die Raumfahrt

Hitzeschutz-Distanzstück

hergestellt aus TECASINT

Mit Bepi Colombo zum Merkur
Der TECASINT Werkstoff von Ensinger ist Teil der ersten europäischen Mission zum Merkur mit BepiColombo. Die für die Mission eingesetzten Raumfahrzeuge sind von der Funktionsfähigkeit ihres Wärmeregelsystems (thermal control system, TCS) abhängig. Dieses System sorgt dafür, dass alle Komponenten der Raumfahrzeuge in jeder Phase der Mission in einem akzeptablen Temperaturbereich liegen. Ein Teil des TCS ist ein Hitzeschutz-Distanzstück, das bei hohen Temperaturen und Strahlung als Barriere dienen soll. Bei diesem Hitzeschutz-Distanzstück handelt es sich um eine ringförmige Scheibe aus TECASINT.
 

FAQs

  • Für eine erste technische Bewertung sind Angaben zur Einsatzumgebung, zum Temperaturbereich, zu Vakuum- und Ausgasungsanforderungen, zur Strahlenbelastung, zu mechanischen Lasten, zu Stückzahlen sowie Zeichnungen oder 3D-Daten hilfreich. Auf dieser Basis kann Ensinger die technische Machbarkeit und einen geeigneten Lösungsweg früh einschätzen.
  • Ja. Ensinger begleitet Kunden von der Konzeptphase an bei der Werkstoffauswahl, der Bauteilauslegung und der Qualifizierung von Materialien und Komponenten – bis zur finalen Freigabe des Endprodukts.
  • Ja. Additive und Füllstoffe ermöglichen, Werkstoffe gezielt an die Anforderungen einer Anwendung anzupassen – zum Beispiel hinsichtlich mechanischer, thermischer oder tribologischer Eigenschaften. Unsere Anwendungstechniker helfen Ihnen dabei. 
  • Ensinger liefert sowohl Werkstoffe als auch funktionsgerechte Fertigteile und Baugruppen. Das Portfolio umfasst unter anderem Compounds, Composites, Halbzeuge, Filamente, Spritzgussteile, gesinterte Kunststoffe, Profile und präzisionsbearbeitete Bauteile.
  • Die erforderlichen Nachweise richten sich nach Anwendung sowie Kunden- und Programmanforderungen. Frühzeitig abgestimmt werden sollten insbesondere Anforderungen an Materialdaten, Ausgasung, Rückverfolgbarkeit, Dokumentation und Bauteilprüfungen.
  • Ensinger verbindet globale Präsenz mit qualifizierten Fertigungskapazitäten für Raumfahrtanwendungen. Vier nach AS/EN 9100 zertifizierte Zerspanungsstandorte in Frankreich, Großbritannien, China und den USA ermöglichen eine internationale Betreuung und Fertigung von Präzisionsteilen. Ergänzt durch ein weltweites Vertriebs- und Produktionsnetzwerk kann Ensinger Projekte standortübergreifend begleiten und Lieferwege an regionale Anforderungen anpassen.

Besprechen Sie Ihre Raumfahrtanwendung mit uns

Sie suchen einen leichten, vakuumtauglichen und belastbaren Werkstoff oder ein präzise gefertigtes Kunststoffbauteil für Ihr Raumfahrtprojekt? Laden Sie unsere Broschüre herunter und kontaktieren Sie unsere Experten. Unser Team unterstützt Sie bei der Werkstoffauswahl, der Konstruktion und der Qualifizierung.
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