Forschungsprojekt Titanbauteile im Weltall fertigen

Durch die Kombination der Verfahren Fused Filament Fabrication (FFF), Gelcasting und Sintern will das Fraunhofer IFAM eine schnelle und kostengünstige Herstellungsmethode für Leichtmetall-Bauteile entwickeln, die direkt im Weltall erfolgen kann.

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Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)

Am Anfang der hybriden Prozesskette soll das additive 3D-Druck-Verfahren Fused Filament Fabrication (FFF) stehen, das sich laut Fraunhofer IFAM in der Raumfahrt bereits bewährt hat. Die hier gefertigten Kunststoffformen will man anschließend im Gelcasting-Prozess kontrolliert mit einer Metallpulversuspension befüllen, um Bauteile abzuformen. Diese sollen abschließend in einem Wärmebehandlungsprozess (Sintern) zu vollwertigen Metallbauteilen verdichtet werden.

Gemeinsam mit dem Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird dafür im Projekt „EasyTitan“ die Gelcasting-Suspension des Leichtmetalls Ti-6Al-4V qualifiziert, inklusive Verarbeitungs- und Handlingskonzept. Darüber hinaus soll ein Simulationstool zur Auslegung von Befüllungsvorgängen erstellt werden. Im Bereich der Wärmebehandlung wird mithilfe dieser Ergebnisse ein Anforderungskatalog zur Erstellung eines Minimal-Ofenkonzepts für den Weltraum entstehen. Außerdem sind begleitende Simulationen geplant, um den Einfluss verschiedener Schwerkraftbedingungen auf den Herstellungsprozess zu untersuchen.

Diese Fertigungsroute sei auch für terrestrische Anwendungen wie Designstudien, Prototypen und Sonder-, Klein- sowie mittlere Serien denkbar. Das Verfahren vereine laut Fraunhofer IFAM die Vorteile eines geringen Investvolumens mit einer einfachen und schnellen Verarbeitung und erreiche dennoch eine hohe Oberflächenqualität.

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