Im Rahmen eines Ideenwettbewerbs von JANUS Engineering entstand ein neuartiger und außergewöhnlicher Fahnenmast für den Mars. Die so genannte Mars-Challenge startete JANUS im Februar 2022 mit dem Ziel, eine kreative und innovative Idee in die Realität umzusetzen. Mit visionären Teams aus ganz Deutschland entstand so der Fahnenmast - von der Idee bis zur Fertigung. Nun ist er tatsächlich Realität geworden – der Fahnenmast für den Mars ist fertig und die Mars-Fahne kann gehisst werden.
Der Fahnenmast für den Mars ist fertig!
Mars-Challenge von JANUS Engineering erfolgreich abgeschlossen
Die Mars-Challenge: ein kreativer Ideenwettbewerb
Konstruktionsteams aus ganz Deutschland standen bei der sogenannten Mars Challenge vor der Herausforderung, einen neuartigen Fahnenmast für den Mars zu entwickeln. Mit dem Ziel, die kreativste Idee mithilfe der hybriden Fertigung und Siemens NX Wirklichkeit werden zu lassen. Und warum ausgerechnet der Mars?
Was bislang Science-Fiction ist, könnte bald Realität werden. SpaceX-Gründer und Tesla-Vater Elon Musk möchte den Roten Planeten besiedeln. Eine Idee, die JANUS Engineering begeistert und inspiriert hat. Eine Idee, zu der JANUS mit der Mars-Challenge beitragen wollte.
Zum Gewinner erklärten die Experten die Advanced Mechanical Engineering (AME) GmbH aus Dortmund – ein Spezialist für Strukturoptimierung, FEM-Simulation und Konstruktionsaufgaben. „Es war toll, dass wir einmal abseits der alltäglichen Aufgaben im Team kreativ werden konnten“, sagt Lena Risse von AME, die den Fahnenmast gemeinsam mit ihren Kollegen Moritz Dennin und Jan-Peter Brüggemann konzipiert hat
Wurzelstruktur macht Fahnenmast ausreichend stabil für den Mars
Uns so sieht der Fahnenmast der Dortmunder aus: Er besteht aus vier in einer Wurzelstruktur gewundenen, jeweils gegenläufigen und versetzten Helices. Eine Struktur, welche die durch Winde verursachten Torsionsbewegungen aufnehmen kann. Zudem nimmt der Durchmesser des Mastes in Richtung Boden zu. Somit wird es möglich, die größer werdenden internen Kräfte aufzunehmen und eine homogene Beanspruchung innerhalb des Mastes zu gewährleisten. Ein Design, das viele Vorteile hat, sich mit klassischen zerspanenden Techniken wie Fräsen, Drehen und Bohren wegen der komplexen Geometrie allerdings nur schwer herstellen lässt.
Janus Engineering hat sich deshalb entschieden, den Fahnenmast in einem hybriden Verfahren zu fertigen. Gemeinsam mit den Gewinnern und dem Partner AMbitious powered by toolcraft entstand die Struktur aus Metall im 3D-Druck. Um maßgerechte Passungen zu erhalten und die Oberflächengüte zu optimieren, erfolgte die automatisierte Weiterverarbeitung mit mehrachsigen zerspanenden CNC-Werkzeugmaschinen.
Fertigung in hybridem Verfahren
Die Mitarbeiter von Janus Engineering übernahmen im ersten Schritt das Design von AME nach Siemens NX und optimierten es für die additive Fertigung. Nach der Optimierung des 3D-Modells erfolgte die Aufbereitung für den Druck im Laser Pulverbettverfahren (L-PBF), bei dem der 3D-Drucker den Fahnenmast Schicht für Schicht aufgebaut hat. Im Rahmen des Postprozesses fanden anschließend eine Prüfung sowie eine Wärmebehandlung statt, um Spannungen im Bauteil abzubauen und die gewünschten Werkstoffeigenschaften zu erreichen. Ebenso eine Entpulverung und die Abtrennung des Fahnenmastes von der Bauplatte.
Ein weiterer Schritt des Postprozesses: Die NC-Programmierung. Dabei erstellten die Programmierer in NX CAM die Weiterbearbeitung des Fahnenmastes. Flächen und Bohrungen, die einer Maß- und Oberflächentoleranz unterliegen, wurden nach dem additiven Prozess spanend nachbearbeitet. Die erzeugten Werkzeugwege, das Generieren des entsprechenden NC-Codes und die virtuelle Überprüfung mit der Maschinensimulation schlossen den Programmierprozess ab. Ein Postprozessor übertrug den NC-Code an die Maschine, die daraufhin mit der Nachbearbeitung beginnen konnte. Zum Schluss führten die Experten eine Oberflächenprüfung durch.
Et voila: Der Fahnenmast steht und die Mars-Fahne ist gehisst.
Somit endet nun die Mars-Challenge, für dessen erfolgreichen Abschluss wir uns auch nochmal herzlich bei AME und AMbitious bedanken möchten!
