Raumfahrt - INVENT Innovative Verbundwerkstoffe Realisation und Vermarktung neuer Technologien GmbH : INVENT Innovative Verbundwerkstoffe Realisation und Vermarktung neuer Technologien GmbH

Exomars TGO Structure (©esa.int)

Die Raumfahrt ist eines der Hauptanwendungsfelder für die Kernkompetenz des Unternehmens, den Faserverbundleichtbau. Mit einem breit aufgestellten und modernen Maschinenpark, einem zertifizierten Qualitätsmanagementsystem und mehr als 20 Jahren Erfahrung ist INVENT optimal ausgestattet für die Entwicklung, Fertigung und Qualifizierung anspruchsvoller Hardware für Satelliten, Raumsonden und anderer Raumfahrzeuge. Das Produktspektrum reicht von Metall- und monolithischen Faserverbundbauteilen bis hin zu komplexen Multimaterialstrukturen inklusive deren Montage und Qualifikation. Die dafür benötigten Verbindungselemente aus Titan, Invar oder Aluminium entstehen ebenfalls direkt vor Ort in der hauseigenen Zerspanung. Weltraumtechnologien entwickeln sich heutzutage in rasantem Tempo weiter. Um auf dem neuesten Stand zu bleiben, setzt INVENT gemeinsam mit Partnern ambitionierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte um. Diese konzentrieren sich primär auf Materialentwicklung, Design, 3D-Druck, multifunktionale Strukturen sowie Tests von Funktionsdemonstratoren und Prototypen für die Erprobung im Weltraum („In-Orbit-Verifikation“).

Missionsziele (Gesamt 58)

LEO
MEO
GEO
Lagrange2
Merkur
Sonnensystem
Ryugu (Asteroid)
Jupiter
Mars

INVENT-Teile im Weltall

Produkte

Strukturpaneele

Flache Strukturpaneele, basierend auf CFK oder Aluminium-Deckschichten und Wabenkernen, sind klassische Strukturelemente von Raumfahrzeugen. Das Produktportfolio von INVENT für die Prototypen- und Serienfertigung umfasst folgende Eigenschaften der Strukturpaneele:

CFK oder Aluminium Deckschichten
min. Deckschichtdicke 0,1 mm
max. Abmessungen 4 x 2,5 m
heterogener Wabenaufbau
lokale Strukturdoppler
Heiß- und Kaltklebeprozesse für Inserts (verschiedene Arten)
Grounding
Oberflächenbeschichtungen (optisch, thermisch, elektrisch)
geeignet für Hochtemperaturanwendungen

Referenzen:

ExoMars TGO
Sentinel 4
Solar Orbiter
eROSITA
ELECTRA
Galileo FOC
Sarah
FormoSat-5
Heinrich Hertz
MTG

Stützstrukturen

Primäre Strukturelemente von Raumfahrzeugen und deren Equipment werden zum Teil durch weitere, kleinere Komponenten, sogenannte Stütz- oder Tertiärstrukturen, getragen. INVENT bietet hierbei:

Entwicklung individueller Designlösungen
GFK / CFK und metallische (Al, Ti, Invar) Strukturen
isostatische Lagerungen
Oberflächenbeschichtungen auf Metall und CFK (thermisch, optisch, elektrisch)
(Teil-)Montage

Referenzen:

ExoMars
MTG
Metop-SG
eROSITA
Herschel
EnMap
Bepi Colombo
SWARM
MicroCarb

Zylinder, Streben und Ausleger

Zylindrische Strukturen wie Ausleger, Streben und Zylinder sind ein weiteres wichtiges Gestaltungselement für das Design von Raumfahrzeugen. Die Leistungen von INVENT umfassen:

CFK- & GFK-Streben mit Metallbeschlägen
Vollintegrale CFK-Streben
Ausleger (bis zu 3,5 m Länge in einem Stück)
Monolithische Zentralzylinder
Hohe Flexibilität in Bezug auf Materialien, Layup und Größen
geeignet für extreme (heiße und kalte) Temperaturanwendungen

Referenzen:

Metop-SG
JUICE
MTG
EDRS-C
ExoMars TGO & Rover
eROSITA
Solar Sail
LEA

Thermal Hardware

Die Ableitung von Wärme oder die thermische Isolierung bestimmter Komponenten in der Weltraumumgebung erfordert spezielle thermische Hardware wie Radiatoren oder Tragstrukturen mit einstellbarer Wärmeleitfähigkeit. Typische Produkteigenschaften sind:

hochleitende Materialien: Aluminium, Kupfer oder hochleitfähiges CFK (z.B. aus K13 Fasern)
niedrig leitfähige Materialien: Invar, Titan, GFK
monolithische Teile oder Sandwichstrukturen
heterogene Wabenkerne in Sandwich-Bauweise
aufgeschraubte und eingebettete Heatpipes in Sandwich Radiatoren
strukturelle und thermische Doppler
thermische Oberflächenbeschichtungen

Referenzen:

ExoMars TGO
eROSITA
Sentinel 1
Grace FO
TerraSAR-X
Tandem-X
Herschel

Kohlefaserwabe CCORE®

Anspruchsvolle Raumfahrtstrukturen, beispielsweise Antennenreflektoren oder optische Bänke, erfordern spezielle Materialien, um die an sie gestellten Anforderungen zu erfüllen. INVENT hat eine Kohlefaserwabe mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten und hoher Steifigkeit entwickelt, um die thermoelastische Stabilität dieser Strukturen signifikant zu verbessern. Die Hauptmerkmale von CCORE® sind:

geringe Ausgasung
hohe Steifigkeit
kompatibel mit Vakuum (Entlüftungsmöglichkeiten)
verschiedene Materialkonfigurationen als kommerzielles Produkt verfügbar

Instrumentenbaugruppen

Instrumentenstrukturen bestehend aus einer Kombination mehrerer Strukturkomponenten, beispielsweise aus Sandwichpaneelen, Streben, CFK- / GFK- / Metallhalterungen. INVENT hat langjährige Erfahrung in der Montage von Strukturen und kann folgende Leistungen anbieten:

Eigenfertigung oder Beschaffung aller Strukturkomponenten
Strukturmontage, Ausrichtung und Überprüfung bis zu drei Meter Größe
Fügetechniken Kleben, Schrauben und Nieten

Referenzen:

eROSITA
Sentinel 4
Sentinel 5 / 5P, MWS
Metop-SG (3MI)

Antennenkomponenten

Raumfahrzeug-Antennen bestehen aus vielen elektrischen und strukturellen Komponenten. INVENT hat langjährige Erfahrung mit der zugehörigen Strukturhardware und kann folgende Leistungen und Produkte anbieten:

CFK-Antennenreflektoren
CFK / CFK Sandwich Design Bauteile aus UHM Fasern für höchste thermoelastische Stabilität
Reflektorgrößen ~ Ø 2,4 m
CFK-Waveguides in Serienproduktion
Gridantennen
Antennenausleger
Metallisierungen von Faserverbundteilen (über Zulieferer)
(Teil-)Montage