AMPFORS - Projekt: Additive Manufacturing of Polymer Parts for Space; Teilvorhaben OHB System: Gewichtsreduktion des Struktur-Untersystems durch Kunststoffmetallisierung

Der vorliegende Abschlussbericht stellt die wesentlichen Ergebnisse des Projektes AMPFORS „Additive Manufacturing of Polymer Parts for Space“ zur Metallisierung von durch Kunststoffbauteilen für die Raumfahrt dar. Innerhalb des Projekts AMPFORS wurde untersucht, ob Metallbeschichtungen die Steifigkeit erhöhen und so die Belastbarkeit von Polymerbauteilen verbessern könnten. Materialproben, aus PEEK mittels SLS, wurden mit Nickel-(Phosphor) metallisiert und die mechanischen Eigenschaften mittels Biege-, Zug- und Druckversuch ermittelt. Für die Modellierung der beschichteten Bauteile wurde ein Berechnungsmodell entwickelt und
validiert. Basierend auf den Ergebnissen der FE-Simulation wurde ein geeignetes Satellitenbauteil als Demonstrator ausgewählt. Anhand des ausgewählten Demonstrators wurde mittels FE-Simulation gezeigt, dass eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch den „Sandwich-Effekt“ prinzipiell möglich ist.
Die Metallschicht sorgt zwar für eine Erhöhung der Steifigkeit gegenüber dem unbeschichteten Polymer, erhöht aber gleichzeitig auch die Masse des Verbunds.

This final report presents the main results of the AMPFORS project "Additive Manufacturing of Polymer Parts for Space" on the metallisation of polymer components for space applications. The AMPFORS project investigated whether metal coatings can increase the mechanical stiffness to improve the load-bearing characteristics of polymer parts. Material samples, made of PEEK using SLS, were metallised with nickel (phosphorus) and the mechanical properties were determined using bending, tensile and compression tests. A simulation model was developed and validated for modelling the coated components. Based on the results of the FE simulation, a suitable satellite component was selected as a demonstrator. Using the selected demonstrator, it was shown by means of FE simulation that an improvement of
the mechanical properties through the "sandwich effect" is possible in principle. Although the metallic layer increases the stiffness compared to the uncoated polymer, it also increases the mass of the composite.