Additive Fertigung 3D-Druck im Space

Additive Fertigung

3D-Druck im Space

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Für den 3D-Druck in der Schwerelosigkeit wird erstmals mit metallischen Pulvern experimentiert. Bild: BAM
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Forschen in der Schwerelosigkeit: Der Fachbereich Keramische Prozesstechnik und Biowerkstoffe an der TU Clausthal führt Experimente zur additiven Fertigung unter Microgravity-Bedingungen durch.

Mit seinen Arbeiten will das Forschungsteam zeigen, dass Astronauten auf einer Weltraummission Werkzeuge oder Ersatzteile bei Bedarf per 3D-Druck selbst herstellen können. „Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit” lautet das Projekt, an dem auch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) (Halle 2, Stand C51) und das DLR Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig beteiligt sind. Im aktuellen Experiment werden erstmalig metallische Pulver unter Schwerelosigkeit verwendet. Diese ermöglichen ein vollständiges Verschmelzen des Pulvers mittels Laserstrahlung zu einem einsatzfertigen 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.

Die Fertigung erfolgt auf Basis von Datenmodellen. Dabei wird in diesem Fall Pulver mittels Binder Jetting, also dem Einspritzen eines flüssigen Binders geformt. Für den Schichtauftrag des Pulvers, der unter Schwerelosigkeit sehr schwierig ist, hat das Konsortium 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. Somit kann eine Stabilisierung des Pulverbetts auch ohne Gravitation erfolgen.

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