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BAM und TU Clausthal testen 3D-Druck in der Schwerelosigkeit beim DLR-Parabelflug

11.09.2017

Astronauten, die Werkzeuge oder Ersatzteile im Weltraum per 3D-Druck selbst herstellen – das soll nach Vorstellung der Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) Wirklichkeit werden. Zusammen mit der Technischen Universität Clausthal führt die BAM vom 11. bis 15. September Experimente zu pulverbasierter additiver Fertigung unter Microgravity-Bedingungen durch. Im Rahmen der 30. Parabelflugkampagne des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) testen die Wissenschaftler, wie ein 3D-Drucker mit Pulver als Ausgangsmaterial in Schwerelosigkeit stabilisiert werden kann.

Im Projekt „Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit” der BAM und der TU Clausthal geht es darum, ein Bauteil durch Aufbringen von Schichten eines fließfähigen Pulvers herzustellen. Dazu wird ein Computer-animiertes und in virtuelle Schichten zerlegtes Bauteil durch das wiederholte Auftragen von Pulverschichten Schicht für Schicht aufgebaut.


Prof. Dr. Jens Günster von der BAM und Thomas Mühler, Doktorand an der TU Clausthal bringen das Equipment für die Parabelflug-Experimente an Bord des Flugzeuges.

Quelle: BAM, Referat Unternehmenskommunikation

In den geplanten Parabelflug-Experimenten liegt der Fokus auf dem Schichtauftrag des Pulvers, da dies unter Schwerelosigkeit sehr schwierig ist. Um das Pulverbett mit dem eingeschlossenen Bauteil auch ohne Gravitation zu stabilisieren, wollen die Wissenschaftler Luft-Gasstrom nutzen, der durch die Pulverschichten gesaugt wird.

„3D-Druck ist noch nie in der Schwerelosigkeit erforscht worden – BAM, DLR und TU Clausthal sind da Pioniere“, erklärt Prof. Dr. Jens Günster, Projektleiter und Leiter des Fachbereiches Keramische Prozesstechnik und Biowerkstoffe an der BAM.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, individuelle Fertigungsmöglichkeiten von benötigten Komponenten während einer Raumfahrtmission auszubauen und weiterzuentwickeln. Darüber hinaus ist das eingesetzte Verfahren auch für die industrielle Anwendung auf der Erde von großem Interesse:

„Eine höhere Packungsdichte der Pulverpartikel und ein verbesserter Schichtauftrag für feinere, nicht fließfähige Pulver sind zwei wesentliche Vorteile gegenüber den konventionellen Schichtauftragsverfahren“, ergänzt Günster.

Die hier zum Einsatz kommenden Verfahren wurden zum Teil bereits international patentiert: Sie 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.

Zum Team von Prof. Dr. Günster, der zugleich als Professor für Hochleistungskeramik an der TU Clausthal tätig ist, zählen neben Dr. Andrea Zocca und den Doktoranden Jörg Lüchtenborg sowie Pedro Lima aus der BAM auch Thomas Mühler, Doktorand an der TU Clausthal, und Marc Sparenberg, Doktorand am DLR.

Nach dem im letzten Jahr genehmigten Promotionsprogramm „Selbstorganisierte multifunktionale Strukturen für den adaptiven Hochleistungsleichtbau“ ist dies ein weiterer Meilenstein der erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen der BAM, dem DLR und der TU Clausthal.

Weitere Informationen zum Projekt „Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit“ und zu den Parabelflug-Experimenten der BAM und TU Clausthal finden Sie unter https://www.bam.de/parabelflug.

In der Flugwoche vom 11. bis 15. September berichten die BAM und das DLR live vor Ort aus Bordeaux von den Parabelflügen und dem Verlauf der Experimente unter dem Hashtag #BAMzeroG und #DLRparabelflug.

Folgen Sie uns dazu auch auf Twitter (https://twitter.com/VenioQuinque) und YouTube (https://www.youtube.com/channel/UCkkjYaE8y9NdOgl2Fy_Qiuw).

Über die BAM
Die BAM gewährleistet Sicherheit in Technik und Chemie.
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ist eine Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
Die BAM forscht, prüft und berät zum Schutz von Mensch, Umwelt und Sachgütern. Im Fokus aller Tätigkeiten in der Materialwissenschaft, der Werkstofftechnik und der Chemie steht dabei die technische Sicherheit von Produkten und Prozessen. Dazu werden Substanzen, Werkstoffe, Bauteile, Komponenten und Anlagen sowie natürliche und technische Systeme von volkswirtschaftlicher Dimension und gesellschaftlicher Relevanz erforscht und auf sicheren Umgang oder Betrieb geprüft und bewertet. Die BAM entwickelt und validiert Analyseverfahren und Bewertungsmethoden, Modelle und erforderliche Standards und erbringt wissenschaftsbasierte Dienstleistungen für die deutsche Wirtschaft im europäischen und internationalen Rahmen.

Sicherheit macht Märkte.
Die BAM setzt und vertritt für Deutschland und seine globalen Märkte hohe Standards für Sicherheit in Technik und Chemie zur Weiterentwicklung der erfolgreichen deutschen Qualitätskultur „Made in Germany“.

Über die TU Clausthal
Regional verwurzelt, global geschätzt - das ist die Technische Universität Clausthal. Gelehrt und geforscht wird in den Bereichen Energie und Rohstoffe, Natur- und Materialwissenschaften, Wirtschaftswissenschaften, Mathematik, Informatik, Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Maxime ist dabei die enge Vernetzung von Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften innerhalb einer anwendungsorientierten Forschung. Organisiert wird sie in drei innovativen Zentren: dem Energie-Forschungszentrum Niedersachsen, dem Clausthaler Zentrum für Materialwissenschaften sowie dem Simulationswissenschaftlichen Zentrum.

Weitere Informationen:

https://www.bam.de/parabelflug
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M.A., LL.M./LL.B. Venio Quinque | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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