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26.08.2021 | Additive Fertigung | Nachricht | Onlineartikel

Additive Fertigung unter Marsgravitation

Autor:
Leyla Buchholz
1:30 Min. Lesedauer

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) forscht zusammen mit der TU Clausthal daran, mit additiver Fertigung in der Schwerelosigkeit Bauteile, Ersatzteile oder Werkzeuge zu fertigen. Den Wissenschaftlern ist nun der Druck mit simuliertem Mondstaub gelungen.

Additive Fertigung bietet vielfältige Möglichkeiten, Bauteile aus flüssigem, pulver- oder fadenförmigem Ausgangsmaterial herzustellen. Das Pulverbettverfahren gehört dabei zu den meist verwendeten und bereits am weitesten entwickelten industriellen Verfahren. Durch additive Fertigung lassen sich sehr flexibel und schnell, vor allem aber direkt am jeweiligen Einsatzort, eine Vielzahl von Bauteilen oder Werkzeugen herstellen. Daher hat die Technologie auch in der Raumfahrt ein großes Potenzial.

Die Herausforderung besteht darin, die pulverbasierte additive Fertigung unabhängig von Gravitationskräften durchzuführen. Ein Team der BAM und der TU Clausthal hat dazu bereits 2017 ein Verfahren entwickelt: Um das trockene Pulver verarbeiten zu können, wird ein kontinuierlicher Gasstrom durch das Pulverbett aufgebaut. Dieser erzeugt ein Strömungsfeld, das die Partikel des Pulvers gravitationsunabhängig zur Bauplattform hin anzieht. Um dieses Verfahren unter Realbedingungen erproben zu können, nimmt die BAM regelmäßig an Parabelflügen teil, bei denen verschiedene Gravitationsverhältnisse herrschen.

Bei den diesjährigen Parabelflug-Experimenten hat das Team die entwickelten Geräte und Verfahren unter Gravitationsbedingungen, wie sie auf dem Mond und dem Mars herrschen, erprobt. Neben Versuchen mit metallischem Pulver wurde erstmals auch der 3D-Druck mit simuliertem Mondstaub getestet. "Wir konnten unter Mond- und Mars-Gravitationsbedingungen sowohl kleine Schraubenschlüssel aus metallischem Pulver wie auch aus Mondregolith-Simulat ein Objekt drucken, das dem berühmten Fußabdruck gleicht, den Neil Armstrong 1969 auf dem Mond hinterlassen hat", so Prof. Dr. Jens Günster, Experte für additive Fertigungsverfahren an der BAM und Inhaber des Lehrstuhls für Hochleistungskeramik an der TU Clausthal.

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