Ein neuer Hochleistungskunststoff für tribologische Anwendungen in der Raumfahrt auf Basis von PTFE, ausgestattet mit speziellen Gleitadditiven und Füllstoffen, zeigt auch unter Weltraumbedingungen gute Selbstschmiereigenschaften.
Im Rahmen einer Kooperation mit der europäischen Raumfahrtorganisation ESA und dem Vertragspartner Aerospace & Advanced Composites (AAC), Wien (Österreich), beteiligte sich Ensinger Sintimid, Seewalchen (Österreich), am Projekt „Self-Lubricating Polymer Matrix Composites“ (SLPMC2). Ziel war die Entwicklung eines selbstschmierenden Werkstoffs mit niedrigem Reibungskoeffizienten über die gesamte Lagerlebensdauer. Darüber hinaus ging es den europäischen Partnern darum, die Abhängigkeit von Materiallieferanten aus Übersee zu reduzieren.
Kugellagerkäfige gehören zu den typischen Anwendungen für Tecasint 8591. (Foto: Ensinger)
Kommunikation, Meteorologie und Erdbeobachtung
Wetter-, Kommunikations- und Erdbeobachtungssatelliten kreisen im erdnahen Orbit (Low Earth Orbit, LEO). Sobald die Satelliten ihre Umlaufbahn erreicht haben, werden die Sensoren, Antennen und Reflektoren entfaltet. Über die gesamte Lebensdauer muss sichergestellt sein, dass die Systeme unter den anspruchsvollen Weltraumbedingungen dauerhaft funktionsfähig sind.
Die Mechanismen zum Entfalten dieser Systeme sind mit entsprechenden Kugel- oder Linearlagern ausgestattet. Reibung und Verschleiß stellen hohe Anforderungen an diese Bauteile. Eine besondere Herausforderung ist vor allem ein konstantes Drehmoment über mindestens 20 Millionen Lagerumdrehungen. Untersuchungsergebnisse zeigen, dass sich Tecasint 8591 im Vergleich zum Wettbewerbsprodukt PGM-HT durch ein geringeres Kugellagerdrehmoment auszeichnet. Unerwünschte Stick-Slip-Effekte treten nicht auf. Neben den tribologischen Eigenschaften erfüllt der Werkstoff die Ausgasungsgrenzwerte nach ECSS Q70-02 und zeigt eine geringe Nachschwindung.
Freigabe durch die ESA
Das Unternehmen AAC hat in der Projektphase alle relevanten Eigenschaften des neuen Materials untersucht und gemeinsam mit Industriepartnern erste Anwendungen getestet. Selbst bei kryogenen Temperaturen und im Vakuum zeigt der Werkstoff gute Gleiteigenschaften. Nach der Auswertung der Ergebnisse wurde Tecasint 8591 von der ESA als Alternative zum bisherigen Single-Source-Material PGM-HT freigegeben. Erste Kunden testen den Werkstoff bereits für Lagerkäfige in entfaltbaren Antennen und Reflektoren.
Tecasint 8591 ist als Halbzeug in Form von Platten bis 60 mm Dicke und Rundstäben bis 60 mm Durchmesser erhältlich. Neben dieser Neuentwicklung bietet Ensinger Sintimid eine Vielzahl weiterer Werkstoffe an, die sich in zahlreichen Raumfahrtanwendungen bewährt haben. Bei der Materialauswahl werden die Kunden von einem Team erfahrener Ingenieure unterstützt.
www.ensingerplastics.com
www.connectivity.esa.int/projects/slpmc2
