Für den Einsatz im Bereich Luft- und Raumfahrt werden Materialien benötigt, die auch unter extremen Bedingungen zuverlässig sind. Aus diesem Grund entwickelt Kyocera seit Jahrzehnten branchenorientierte Lösungen, darunter nichtleitende Funktionskeramiken und verschleißresistente Strukturkeramiken aus Fine Cordierite, Silizium-infiltriertem Siliziumkarbid (SiSiC) sowie weitere technische Keramiken. Die Keramiklösungen für die Luft- um Raumfahrt stellt Kyocera nun auf der vom 19. bis 21. November 2024 in Bremen stattfindenden Space Tech Expo vor.
Hochleistungsmaterial Fine Cordierite
Kyoceras Fine Cordierite zeichnet sich durch einen minimalen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aus. Dies garantiert hohe Formstabilität bei Temperaturänderungen. Im Vergleich zu anderen Materialien mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften ermöglicht die hohe Steifigkeit Gewichtsreduktionen um bis zu 70 Prozent. Aufgrund seiner ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften eignet sich Fine Cordierite für Strukturkomponenten, die auch unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren.
Weltneuheit: Fine Cordierite Spiegel für den bodengebundenen Teleskopbau
Gemeinsam mit der Kyoto Sangyo University, einer privaten Hochschuleinrichtung im japanischen Kyoto, und Photocross Co., Ltd., einem Dienstleister im Bereich der optischen Technologie, war Kyocera an der Entwicklung eines Spiegelteleskops mit einem großen, leichten Fine Cordierite Spiegel beteiligt.1 In diesem Gemeinschaftsprojekt ist Kyocera unter anderem für die Herstellung des großen asphärischen konkaven Spiegel sowie der kleinen asphärischen konvexen Spiegel aus seinem Keramikwerkstoff Fine Cordierite zuständig. Besonders die hohe Formstabilität des Materials bei Temperaturschwankungen kommt dabei zum Tragen. Ebenfalls im Fokus der Kooperation: Die Entwicklung der nächsten Generation bodengestützter Großteleskope mit einem Durchmesser von 30 Metern oder mehr sowie von Infrarot-Beobachtungsinstrumenten für Weltraumteleskope.
Keramikspiegel aus Fine Cordierite für die experimentelle optische Kommunikation auf der Internationalen Raumstation (ISS)
Auch im Bereich der optischen Kommunikation erweist sich Fine Cordierite als essenziell wichtig. So findet Kyoceras Keramikspiegel aus diesem Material in der optischen Kommunikationsantenne auf der Internationalen Raumstation (ISS) Einsatz. Dieser Meilenstein ist das Ergebnis 65 Jahre langer Entwicklung und ermöglicht eine bis zu 100-mal schnellere Kommunikation zwischen Weltraum und Bodenstation im Vergleich zur Funkwellenkommunikation mit gleichzeitig deutlich höherer Datenübertragungskapazität.
Der Weltraumspiegel muss dabei vier zentrale Anforderungen erfüllen: geringe thermische Ausdehnung, hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit, dauerhafte Formstabilität sowie Strahlungsbeständigkeit. Aufgrund seiner ausgezeichneten Materialeigenschaften und seiner hohen Präzision im Nanobereich fiel die Wahl auf den Werkstoff Fine Cordierite, um den Anforderungen an die rauen Weltraumbedingungen zu genügen.
Allround-Material Silizium-infiltriertes Siliziumkarbid (SiSiC)
Neben Fine Cordierite hat sich auch Silizium-infiltriertes Siliziumkarbid (SiSiC) als hochleistungsfähiges Material für die Luft- und Raumfahrt etabliert. Die proprietäre Verbindungs- und Fertigungstechnologie ermöglicht komplexe und hochpräzise Komponenten mit einzigartigen Designmerkmalen. Unter anderem lassen sich Produkte mit inneren Hohlräumen, z. B. Kühlkanälen, komplexen und feinen Detailstrukturen unter 1 mm sowie großflächige, monolithische Bauteile bis zu 950 x 950 x 650 mm und größer konzipieren. Des Weiteren sind die Bauteile gas- und wasserdicht und zeichnen sich durch hohe Festigkeit, extreme Steifigkeit und Zuverlässigkeit bei geringstem Gewicht aus. Aktuell befinden sich die Komponenten aus SiSiC noch in der Entwicklungs- und Testphase.
Kyocera auf der Space Tech Expo Europe 2024 in Halle 6, Stand T17
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