Aluminium-Zinn-Tinte kann für den 3D-Druck von Ersatzteilen auf der ISS verwendet werden

Die Autoren Z.S. Courtright und C.W. Hill vom Marshall Space Flight Center der NASA untersuchen die Verwendung einer sehr spezifischen metallischen Tinte in „Optimization of Aluminum-Tin Ink Composition and Sintering in Atmospheric Conditions“. In diesem Forschungsprojekt konzentrieren sich die Wissenschaftler auf die Entwicklung einer Tinte, die in der Lage ist frei von Inertgasen zu sintern.

Bei der Untersuchung von Tinten mit einer möglicherweise vielversprechenden Zusammensetzung verwenden die Autoren einen 3D-Drucker mit mehreren Materialien vor Ort im NASA Marshall Space Flight Center (MSFC). Für die ISS wird Aluminium-Zinn-Tinte verwendet, wenn sich herausstellt, dass sie für Anwendungen wie die Herstellung von Ersatzteilen zur Durchführung von Wartungsarbeiten im Weltraum geeignet ist.

“Neben den Vorteilen der Schwerelosigkeit kann diese Tinte auch auf der Erde Anwendung finden, da sie im 3D-Druckverfahren mit präzisen Keramikspitzen auf ein Substrat extrudiert werden kann”, so die Autoren. “Dies würde die Herstellung präziser, komplexer Formen ermöglichen und könnte einen viel schnelleren und effizienteren Druckprozess im Vergleich zu herkömmlichen additiven Herstellungsverfahren für Pulverbetten erzeugen.”

Zukünftige Experimente müssen mit dem bei MSFC befindlichen nScrypt 3D-Drucker durchgeführt werden, um diese Tintenzusammensetzung für die additive Fertigung zu validieren. Erste Druckversuche mit dem nScrypt-Drucker haben gezeigt, dass dieses Material mit dem 3D-Direktschreibverfahren effektiv gedruckt werden kann.

“Bei 600 °C gesinterte Proben waren spröde, oxidiert und teilweise gesintert, was zu einer geringen Dichte führte. Optimale Ergebnisse wurden bei einer Sintertemperatur von 400 °C beobachtet. Bei 400 °C wiesen Proben mit 13–16% Flussmittel die gleichmäßigste Dichte auf und blieben konsolidiert. Proben mit 13% Flussmittel sprudelten am wenigsten, wenn sie in entionisiertes Wasser getaucht wurden, was auf eine vollständigere Reaktion des Flussmittels während des Sinterprozesses hinweist. Obwohl diese Proben viel fester waren und eine metallischere Oberfläche und eine gleichmäßigere Dichte aufwiesen, wiesen sie immer noch sehr schwache innere Eigenschaften auf. Diese Studie hat dazu beigetragen, einen engen Flussbereich zwischen 13% und 16% und einen Sinterzyklus um 400 °C zu bestimmen. Der ideale Flussprozentsatz wurde aufgrund der gleichmäßigen Dichte, der Fähigkeit, dem experimentellen Verfahren standzuhalten, und weil diese Zusammensetzung das homogenste metallische Äußere mit den geringsten inneren Rissen aufwies, zu 15% bestimmt.”, Schlussfolgerten die Forscher