Das MiniFix-Modul kurz vor dem Start der Forschungsrakete MAPHEUS-14 in Schweden. Das vollständig 3D-gedruckte System wurde fest im Nutzlastmodul verbaut und absolvierte dort erfolgreich seinen dritten Raumflug.
Startbereite MiniFix-Hardware, wie sie im Rahmen der MAPHEUS-15 Mission eingesetzt wurde. Der Flug markierte den vierten und fünften erfolgreichen Einsatz des innovativen Experimentmoduls unter Weltraumbedingungen.
MiniFix ist das weltweit erste vollständig 3D-gedruckte Experimentmodul, das unter realen Weltraumbedingungen eingesetzt wurde
Bereits mehrere erfolgreiche Flüge an Bord von MAPHEUS-Höhenforschungsraketen
Biologisch kompostierbare Materialien und modulare Hardware für Forschung unter Schwerelosigkeit
Die Hardware wurde wissenschaftlich publiziert und international als technologische Pionierleistung eingeordnet
Schwerpunkt: Raumfahrt
Das Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des DLR hat mit MiniFix ein neuartiges Experimentalsystem entwickelt, das die additive Fertigung – also den schichtweisen Aufbau von Bauteilen im 3D-Druckverfahren – im Raumfahrtkontext auf ein neues Niveau hebt. MiniFix ist das weltweit erste vollständig 3D-gedruckte Experimentmodul, das als Gesamtsystem mit tragender Struktur und Mechanik entwickelt, qualifiziert und mehrfach unter realen Weltraumbedingungen eingesetzt wurde. Es wurde bereits auf fünf erfolgreichen Flügen des MAPHEUS®-Programms verwendet.
Das System dient der chemischen Fixierung biologischer Proben während Phasen veränderter Schwerkraft – z. B. unmittelbar nach dem Start (Hypergravitation) und während der Mikrogravitation im freien Fall. Die Entwicklung fand im Aeromedical FabLab des DLR in Köln-Porz statt. MiniFix basiert auf einem spritzengetriebenen Mechanismus, der mit hochpräzisen Schrittmotoren (motorischen Antrieben mit exakt steuerbaren Bewegungen), vollständig 3D-gedruckten Strukturteilen und einer offenen Mikrocontroller-Architektur arbeitet. Alle tragenden Teile wurden auf handelsüblichen Desktop-3D-Druckern gefertigt, darunter auch Bauteile aus GreenTEC Pro – einem kalt kompostierbaren Biopolymer, das erstmals in einem Raumfahrtexperiment zum Einsatz kam. Als Probenträger dienen zertifizierte medizinische Spritzen, deren Biokompatibilität durch industrielle Standards abgedeckt ist.
„MiniFix zeigt, dass sich wissenschaftlich belastbare Raumfahrthardware mit begrenzten Mitteln, hoher Agilität und vollständig additiv gefertigt entwickeln lässt“, sagt Sebastian Feles, technischer Entwickler am DLR. „Das System wurde mehrfach unter realen Flugbedingungen validiert – mit über 20 g Beschleunigung, Vibrationen und extremen Temperaturwechseln.“
Durch die modulare Bauweise kann MiniFix innerhalb weniger Tage an verschiedene biologische Experimente angepasst werden – z. B. zur Fixierung von Zellen, Gewebe oder Pflanzen. Auch Sonderkonfigurationen mit integrierter Beleuchtung wurden bereits umgesetzt. Eine Weiterentwicklung zur automatisierten Flüssigkeitshandhabung für Reagenzien oder mikrofluidische Prozesse ist geplant. Bereits jetzt wird MiniFix auch in externen Forschungsvorhaben eingesetzt, etwa im Kooperationsprojekt MiniWeed mit der University of Adelaide.
Die wissenschaftliche Publikation „Pioneering the Future of Experimental Space Hardware: MiniFix – a Fully 3D-Printed and Highly Adaptable System for Biological Fixation in Space“ ist in Microgravity Science and Technology erschienen: https://doi.org/10.1007/s12217-025-10178-4
