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Additive Fertigung Bauteile in der Schwerelosigkeit additiv fertigen

Quelle: Leibniz Universität 2 min Lesedauer

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Ein Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover hat gemeinsam mit Partnern der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg weltweit erstmalig ein flexibles 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem sich Bauteile mit Metallpulver in Schwerelosigkeit herstellen lassen.

Projektingenieur Marvin Raupert mit einem Modell, das den 3D-Druckprozess veranschaulicht.(Bild: LUH)
Projektingenieur Marvin Raupert mit einem Modell, das den 3D-Druckprozess veranschaulicht.
(Bild: LUH)

Für die Vision einer Besiedlung von Mond oder Mars müssen Fertigungsmethoden entwickelt werden, die es möglich machen, Güter für den täglichen Bedarf vor Ort und mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen zu produzieren. Der 3D-Druck ermöglicht auch die Fertigung unter den Umgebungsbedingungen des Weltraums. Bisher war die effiziente Herstellung von Metallteilen und deren Reparatur in der Schwerelosigkeit jedoch aufgrund der komplexen Pulverhandhabung eine Herausforderung.

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Forschenden der Leibniz Universität Hannover ist es gemeinsam mit Partnern der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg erstmals gelungen, Werkstücke mit dem auf der Erde bewährten Verfahren des Laserauftragschweißen mit Metallpulver unter Weltraumbedingungen herzustellen. Hierbei wird das Metallpulver mittels eines Lasers zunächst aufgeschmolzen und anschließend Schritt für Schritt auf ein Substrat aufgetragen, um so das Bauteil schichtweise aufzubauen. Auf Raumfahrtmissionen könnten so beispielsweise verschlissene Teile repariert und teure Ersatzteile eingespart werden.

Die komplexen Bedingungen einer Weltraummission hat der Forschungsverbund wirklichkeitsnah im Einstein-Elevator simuliert. Diese weltweit einzigartige Anlage am Hannover Institute of Technology (HITec) der LUH bietet die Möglichkeit, verschiedenste Schwerelosigkeitsbedingungen zu simulieren – von Mikrogravitation bis zu den intensiven Kräften eines Raketenstarts. Für das aktuelle Projekt wurde der Versuchsaufbau in einer abgeschlossenen Gondel aufgebaut, in der sämtliche Komponenten an die speziellen Voraussetzungen der Schwerelosigkeit, darunter der Pulverförderer und das Lasersystem, angepasst wurden. Verarbeitet wurden Titan- und Nickellegierungen, die in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet sind.

Next Step: Fertigung auf Mond oder Mars

In einem nächsten Schritt wollen sich die Forschenden in Kooperation mit dem Laser Zentrum Hannover (LZH) der Verarbeitung von Mondregolith als Ausgangsmaterial widmen. Gelingt das Verfahren mit diesem grauen Staub, der auf dem Mond weit verbreitet ist, wäre das ein entscheidender Schritt hin zu einer künftigen Fertigung auf dem Mond oder sogar dem Mars.

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