3D-Druck Wissenschaftler testen 3D-Druck für die Raumfahrt

Damit Astronauten Werkzeuge und Ersatzteile auch auf einer Weltraummission schnell und einfach herstellen können, haben Forscher ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt. Das Verfahren soll die Herstellung in Schwerelosigkeit ermöglichen.

Anbieter zum Thema

CADFEM Germany GmbH

MESYS AG

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Bundesanstalt für Material- forschung und -prüfung (BAM)

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) will mit einem neuen Verfahren Werkzeug mit einem 3D-Drucker herstellen – und zwar in der Schwerelosigkeit. Zusammen mit der TU Clausthal und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) testet die BAM bei der 31. Parabelflugkampagne vom 6. bis 8. März ihr additives Fertigungsverfahren in Schwerelosigkeit. Mit dem Experiment wollen die Forscher zeigen, dass Astronauten auch auf einer Weltraummission Werkzeuge oder Ersatzteile bei Bedarf selbst herstellen können.

Raumfahrt kann von 3D-Druck profitieren

„Additive Fertigungsverfahren sind die Zukunft der nachhaltigen Produktion“, sagt Prof. Ulrich Panne, Präsident der BAM. „Gerade in der Raumfahrtindustrie, wo jedes Kilo zählt, können damit enorme Kosten gespart werden, wenn nur ein Drucker und Pulver anstatt eines ganzen Werkzeugkoffers und Bauteile mit an Bord genommen werden müssen.“

Im aktuellen Experiment werden erstmalig metallische Pulver unter Schwerelosigkeit verwendet. Diese ermöglichen ein vollständiges Verschmelzen des Pulvers mittels Laserstrahlung zu einem fertigen Bauteil. Die Herausforderung besteht dabei in der Handhabung eines Pulvers, welches potentiell brennbar oder explosiv ist. Die Forschungsgruppe hat daher ein neues Verfahren entwickelt, das das Verarbeiten metallischer Pulver unter einer Schutzgasatmosphäre erlaubt.

Neue Technologie für Pulverschichten

Für den Schichtauftrag des Pulvers, der gerade unter Schwerelosigkeit sehr schwierig ist, hat das Konsortium aus BAM, TU Clausthal und DLR Braunschweig eine neue Technologie entwickelt. Um das Pulverbett mit dem eingeschlossenen Bauteil auch ohne Schwerkraft zu stabilisieren, nutzen die Wissenschaftler einen kontinuierlichen Gasstrom, der durch die Pulverschichten gesaugt wird und so die Partikel ansaugt.

„Während unseres ersten Mitflugs bei der 30. DLR-Parabelflugkampagne im August 2017 konnten wir unser Verfahren bereits erfolgreich testen und erste kleine keramische Bauteile in der Schwerelosigkeit herstellen“, erklärt Prof. Jens Günster, Projektleiter. „Jetzt wollen wir einen Schritt weiter gehen und das Potenzial unseres Verfahrens für die additive Fertigung metallischer Bauteile für Weltraummissionen zeigen.“

Die zum Einsatz kommenden Verfahren im Projekt „Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit” wurden zum Teil bereits international patentiert: Sie gehen auf zwei Patentfamilien zurück, die innerhalb Deutschlands gemeinschaftlich von der BAM und der TU Clausthal und außerhalb Deutschlands von der BAM alleinig anmeldet wurden.

3D-Druck

Faltenfreie Keramik aus dem 3D-Drucker

Künstliche Intelligenz

Schwebender Roboter soll auf der ISS assistieren

(ID:45173556)