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Gemeinsam gelang es der NASA und Protolabs einen Proof-of-Concept für die künftige Entwicklung der Raumfahrt zu erbringen. Auf dem PowerSource Global Summit, einer jährlichen Konferenz, zeigten die beiden Unternehmen den Nachweis und die Vorzüge eines KI-gestützten Design- und Produktionsprozesses für die Luft- und Raumfahrt. Die NASA lieferte ein KI-gestütztes Design-Tool, Protolabs die Fertigungsmöglichkeiten.
Inhaltsverzeichnis
1. CAD-Datei mit der generativen Design-Software der NASA
2. Bewusste Entscheidung für die Zusammenarbeit mit Protolabs
3. Lieferung des Prototypen in 19 Stunden
4. KI und Fertigungsverfahren läuten neue Ära ein
Zu Beginn der Konferenz wurden die Teilnehmer aufgefordert, Ideen für ein generatives Design zu liefern. Ziel war der Entwurf eines Prototyps, der Gasproben sammelt, die durch Sonnenlicht auf dem Mond freigesetzt werden. Dieses Gerät sollte Teil der Artemis-Mondmissionen werden.
CAD-Datei mit der generativen Design-Software der NASA
Mittels Crowdsourcing wurden zunächst die gewünschten Eigenschaften für den Probensammelbehälter festgelegt: Modularität, Stapelbarkeit, Skalierbarkeit und die Art und Weise, wie eine Person oder ein Roboter mit dem Gerät interagieren würde, standen hierbei im Fokus. Gleichzeitig galt es auch die identifizierten Geometrien und Teilequalitäten sicher zu stellen, damit der finale Prototyp maschinell bearbeitbar ist und darüber hinaus den strengen Größenanforderungen entspricht.
Auf Grundlage dieser Spezifikationen erstellte die generative Design-Software der NASA im nächsten Schritt eine CAD-Datei, die noch am selben Abend in der digitalen Fabrik von Protolabs bearbeitet werden konnte. Das Ziel war es, den Prototyp bis zum Ende der Konferenz – also innerhalb von zwei Tagen – zu liefern.
Bewusste Entscheidung für die Zusammenarbeit mit Protolabs
„Für eine erfolgreiche Demonstration unserer Idee war entscheidend, dass der Hersteller, den wir für die Fertigung des Prototyps auswählten, das von uns bestellte Teil pünktlich lieferte. Daher blieb hierbei keinerlei Spielraum für Fehler oder Verzögerungen“, betonte Matthew Vaerewyck, Maschinenbauingenieur am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.
„Um das Projekt der NASA erfolgreich umzusetzen, haben wir uns bewusst für die Zusammenarbeit mit Protolabs entschieden, da es der einzige digitale Hersteller weltweit ist, der einen digitalen Fertigungsprozess mit Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit verbindet und dabei ein hohes Maß an Qualität sicherstellt.“
Lieferung des Prototypen in 19 Stunden
Vaerewyck lud die CAD-Datei des mittels KI generierten Designs auf die digitale Angebotsplattform von Protolabs hoch. Innerhalb von lediglich 19 Stunden wurde das organische Design des Bauteils in der CNC-Bearbeitungsanlage von Protolabs vollständig gefertigt. Anschließend wurde der Prototyp von Minnesota aus zur Konferenz in Florida verschickt und traf vor Beginn des letzten Veranstaltungstages ein – weniger als 36 Stunden nach der Bestellung.
„Wir freuen uns, als Fertigungspartner an diesem neuartigen Projekt mitgewirkt zu haben, welches die Auswirkungen der Kombination von generativem Design und automatisierter Fertigung demonstriert“, erklärt Greg Thompson, Senior Director of CNC Machining bei Protolabs. „Als ein Unternehmen, das die Fertigung revolutioniert hat, ist Protolabs stolz darauf, eine zentrale Rolle bei dieser NASA-Mission zu spielen und somit die Grenzen der Innovation zu erweitern, um die Erforschung des Weltraums zu ermöglichen.“
KI und Fertigungsverfahren läuten neue Ära ein
Das Beispiel der nahtlosen Zusammenarbeit zwischen kundenseitiger Entwicklungsarbeit und der schnellen Fertigung lässt sich dabei auch für die deutsche und europäische Luft- und Raumfahrtbranche als exemplarisch für die Zukunft sehen. Während die Relevanz dieser Industrie innerhalb der vergangenen Jahre stetig anstieg, stellten insbesondere Herstellung und Produktion entsprechender Bauteile einen relevanten Zeit- und Kostenfaktor dar.
„Geschwindigkeit, Qualität und auch die Möglichkeit, auf externes Expertenwissen hinsichtlich des Teiledesigns zurückgreifen zu können, sind für die Luft- und Raumfahrt essenziell“, erklärt Daniel Cohn, Managing Director von Protolabs Deutschland.
„Das Beispiel aus den USA zeigt klar auf, dass wir in diesem Bereich durch KI und die Fertigungserfahrung von Protolabs eine neue Ära erreicht haben. Während sich das gemeinsame Projekt mit der NASA allerdings nur auf die CNC-Fertigung beschränkte, müssen wir an dieser Stelle für Europa die Relevanz der additiven Fertigung unterstreichen. Durch diese Technologie – kombiniert mit dem Know-how der Expertinnen und Experten von Protolabs – kann praktisch jedes von der KI entworfene Design über Nacht Realität werden.“ (vk)
