Im All hört dich niemand drucken: Die BAM und die TU Clausthal untersuchen das 3D-Drucken unter diversen Gravitationseinflüssen. (Bild: BAM)
Der 3D-Druck bietet vielfältige Möglichkeiten, Bauteile aus flüssigem, pulver- oder fadenförmigem Ausgangsmaterial herzustellen. Pulverbettverfahren (Selective Laser Sintering) gehören dabei zu den meist verwendeten und bereits am weitesten entwickelten industriellen Verfahren. Als Pulver werden hier Metalle, Kunststoffe und Keramik, aber auch Verbundwerkstoffe eingesetzt.
Unabhängig von Gravitationskräften
Das Herstellen von Bauteile oder auch Werkzeuge direkt vor Ort macht das Verfahren auch für potenzielle Einsätze in den Weiten des Alls interessant. Konkret in Raumstationen oder bei künftigen Mond- oder Marsmissionen. Die Herausforderung besteht darin, den pulverbasierten 3D-Druck 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 des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) teil, bei denen verschiedene Gravitationsverhältnisse nachgestellt werden.
3D-Druck mit simuliertem Mondstaub
Dabei werden 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 (Mondregolith-Simulat) getestet. Im Rahmen des durch das DLR geförderten Projekts „Pulverbasierte additive Fertigung unter reduzierten Schwerkraftbedingungen“ soll das verwendete Equipment kontinuierlich verschiedenen Gravitationsbedingungen angepasst werden. Die Nutzung von Materialien vor Ort, die sogenannte „In-Situ Resource Utilization“ (ISRU), würde zusätzliche Flexibilität bei künftigen Raumfahrtmissionen ermöglichen. In einem weiteren durch die ESA geförderten Projekt wird – in Kooperation mit der TU Clausthal – die großflächige Sinterung von Mondstaub-Simulat untersucht.
Quelle: BAM
