BAM druckt erstes Metallwerkzeug in Schwerelosigkeit

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) präsentierte auf der Hannover Messe 2018, wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile mittels 3D-Druckverfahren in der Schwerelosigkeit herstellen können. Weltraummissionen würden so von deutlichen Gewichtseinsparungen und geringeren Transportkosten profitieren.

Bereits im November vergangenen Jahres hat die BAM zusammen mit der Technischen Universität Clausthal und dem DLR Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig Experimente zu pulverbasierter Additiver Fertigung in annähernder Schwerelosigkeit durchgeführt. Dazu wurde mehrere das Verfahren erfolgreich im Rahmen von Parabelflugkampagnen getestet.

Selektives Laserschmelzen in Schwerelosigkeit

Während bei den ersten Tests Keramikmaterialien mittels Binder Jet Verfahren verarbeitet wurden, kamen nun erstmals auch metallische Pulver zum Einsatz, die per selektivem Laserschmelzen zu fertigen Bauteilen gedruckt wurden.

Metallische Pulver stellen deshalb eine Herausforderung dar, weil sie potenziell brennbar und explosiv sind. Die Forschungsgruppe hat ein Verfahren entwickelt, das das Verarbeiten von metallischem Pulver im Weltall unter einer Schutzgasatmosphäre erlaubt.

Das Besondere des Verfahrens ist, dass das Auftragen der Pulverschichten unabhängig von der Schwerkraft erfolgt. Dazu wird ein Prozessgas – in diesem Fall Stickstoff – durch die Pulverschichten gesaugt und damit das Pulverbett auch ohne Gravitation stabilisiert.

„Auf unserer letzten Parabelflugkampagne im März haben wir mit einer völlig neuen Technologie erstmals einen Schraubenschlüssel in der Schwerelosigkeit drucken können“, erklärt Prof. Dr. Jens Günster, Projektleiter und Leiter des Fachbereiches Keramische Prozesstechnik und Biowerkstoffe an der BAM. „Wir freuen uns, dass wir unsere Forschungsergebnisse auf der Hannover Messe vorstellen können und das Potenzial unseres Verfahrens für die Raumfahrtindustrie zeigen können“.

Die eingesetzten Verfahren wurden bereits zum Teil international patentiert und 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.