21/09/2017
Door Ad Spijkers
3D printen rukt snel op in de industrie. Maar industrie en wetenschap breiden het terrein uit naar het heelal. Volgens het Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) zijn astronauten die gereedschappen of vervangingsdelen in het heelal zelf 3D printen de volgende fase in de ontwikkeling.
Samen met de Technische Universität Clausthal voerde het federale instituut medio september experimenten uit om met op poeders gebaseerde additive manufacturing onder microzwaartekrachtcondities. In het kader van de 30e parabelvluchtcampagne van het Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) testten de wetenschappers hoe een 3D-printer met poeders als uitgangsmaterialen bij gewichtloosheid kan worden gestabiliseerd.
Gewichtloos poeder opbrengen
In het projekt Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit van BAM en TU Clausthal gaat het er om een onderdeel te produceren door het aanbrengen van lagen van een vloeiend poeder. Hiertoe werd een op een computer geanimeerd en in virtuele lagen opgebouwd onderdeel laag voor laag opgebouwd door het herhaald opbrengen van poederlagen.
Tijdens de experimenten tijdens de parabelvlucht lag de focus op het opbrengen van de poederlaag, omdat dit onder gewichtloosheid zeer moelijk is. Om het poederbed met het ingesloten onderdeel ook zonder zwaartekracht te stabiliseren, wilde de wetenschappers een lucht-gasstroom gebruiken die door de poederlagen wordt gezogen.
3D printen was tot deze vluchten nog niet in gewichtloosheid onderzocht. Het doel van dit onderzoeksproject is, individuele productiemogelijkheden voor benodigde onderdelen tijdens een ruimtemissie te creëren en verder te ontwikkelen.
Terug op aarde
Daarnaast is de toegepaste methode echter ook van groot belang voor industriële toepassing op aarde. Een hogere pakdichtheid van de poederdeeltjes en een verbeterd opbrengen van lagen voor fijnere, niet vloeiende poeders zijn twee wezenlijke voordelen ten opzichte van conventionele methoden voor het aanbrengen van lagen.
Op de toegepaste methoden zijn voor een deel internationaal al octrooien aangevraagd. Ze gaan terug op twee octrooifamilies, die in Duitsland door BAM en TU Clausthal samen zijn aangemeld en buiten Duitsland door alleen het BAM.