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14.03.2018 | Additive Fertigung | Nachricht | Onlineartikel

Werkzeuge in der Schwerelosigkeit fertigen

Autor:
Nadine Klein

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung will erstmals Werkzeug per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit herstellen. Somit könnten Astronauten auf einer Weltraummission Werkzeuge oder Ersatzteile bei Bedarf selbst herstellen.

"Additive Fertigungsverfahren sind die Zukunft der nachhaltigen Produktion", so Prof. Dr. Ulrich Panne, Präsident der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (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." In einem 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, das potentiell brennbar oder explosiv ist. Das Konsortium aus BAM, TU Clausthal und Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Braunschweig hat daher ein neues Verfahren entwickelt, das das Verarbeiten metallischer Pulver unter einer Schutzgasatmosphäre erlaubt. 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. Dr. Jens Günster, Projektleiter und Leiter des Fachbereiches Keramische Prozesstechnik und Biowerkstoffe an der BAM. "Jetzt wollen wir einen Schritt weiter gehen und das Potenzial unseres Verfahrens für die additive Fertigung metallischer Bauteile für Weltraummissionen zeigen." Bei der 31. Parabelflugkampagne des DLR vom 06. bis 08. März testeten die Forscher das additive Fertigungsverfahren in der Schwerelosigkeit.

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