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Nachhaltige Luftikusse

Forscher setzen auf 3D-Druck für eine grüne Luft- und Raumfahrt

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Neuartige Öko-Triebwerke aus dem 3D-Drucker

Additive Fertigungsverfahren stehen aber auch im Mittelpunkt des im November 2022 gestarteten EU-Projekts „ENLIGHTEN“ (European iNitiative for Low cost, Innovative & Green High Thrust ENgine Projekt), das die Ariane-Gruppe steuert und koordiniert. Genau 18 Partner aus acht europäischen Ländern haben seit dem Projektstart nur ein Ziel: Die Entwicklung günstiger und umweltfreundlicher Raketenantriebe, die unter anderem mit Biomethan und grünem Wasserstoff arbeiten sollen. Die neuen Öko-Triebwerke sollen die nächste Generation europäischer wiederverwendbarer Raketen antreiben, um Europas Wettbewerbsfähigkeit im globalen Raumfahrtsektor zu stärken, wie die Beteiligten erklären. Auch dabei kommt das Aachener Institut ins Spiel. Denn Fachleute der Gruppe Additive Fertigung und Reparatur LMD entwickeln im Rahmen des Projekts einen Prozess, um Raketenkomponenten per Laserauftragschweißen (Laser Material Deposition = LMD) effizienter und präziser herzustellen. Das Besondere sei, dass sie durch LMD die Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung neuartiger Raketendüsen drastisch verbessern könnten. Das untersuchte Design verfüge – abgesehen von seinem großen Bauraum – über außergewöhnlich filigrane und dünnwandige Kühlkanäle, die mit konventionellen Fertigungsmöglichkeiten nur unter großem Aufwand erreichbar wären. Das Ziel bis zum Projektende im Oktober 2025 ist demnach, die LMD-Fertigung einer Düse, die für den Einsatz in der nächsten Raketengeneration im Ariane-Programm und zum Aufbau eines maßstabsgetreuen Demonstrators genutzt werden kann.

Zukünftige Raketendüsen werde auch billiger

Gegen konventionelle Methoden spricht, wie es weiter heißt, der bisher übliche Prozess. Denn weil kein Unternehmen alle unterschiedlichen Prozessschritte in einer lokalen Produktion anbieten könne, müssten die Bauteile zu mehreren Standorten transportiert werden. Die dadurch entstehende Prozesskette führe zu einer zeit- und kostenintensiven Produktion, die oft mehrere Monate dauere. Doch mithilfe der im Projekt genutzten Prozesstechnologie, die viele einzelne Prozessschritte einspart, gelingt nicht nur eine deutliche Kostenreduktion, denn zeitgleich verkürzt man damit auch die Produktionszeit einer Raketendüse deutlich. Bis zum Projektende soll ein prozesssicheres, geregeltes Herstellverfahren inklusive Qualitätssicherung für die Serienfertigung entstehen. Ein Inline-System soll mit Sensorik den gesamten Prozess überwachen können, Prozess-Anomalien erfassen, diese gegebenenfalls beheben und für konstant hohe Bauteilqualität sorgen. Die Forscher verweisen im Rahmen dessen auf ihren Formnext-Auftritt vom 19. bis 22. November in Frankfurt am Main in Halle 11.

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