Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Klein, aber besonders: Die ersten Schraubenschlüssel, die in der Schwerelosigkeit gedruckt wurden. Quelle: BAM, Referat Unternehmenskommunikation
Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem Laserschmelzen hergestellt wird. Die Fertigung erfolgt auf Grundlage von Datenmodellen. Metallisches Pulver wird dabei mittels intensiver Laserstrahlung in jeder Schicht lokal verschmolzen. 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.
Zusammen mit der Technischen Universität (TU) Clausthal und dem DLR Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig wurde das Verfahren bereits erfolgreich auf zwei Parabelflugkampagnen getestet. Erstmals kamen dabei auch metallische Pulver zum Einsatz, die eine Herausforderung darstellen, 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.

„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 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.