Pulverbasierte additive Fertigung unter reduzierten Schwerkraftbedingungen

Abstract

Die Organisation des Vorhabens wurde von der BAM übernommen. Es gab einen regelmäßigen Austausch zwischen der BAM und dem Projektpartner DHM Prüfsysteme. Im Bereich des lagenweisen Schichtaufbaus mit Schlicker bzw. der Layerwise Slurry Deposition (LSD) in Schwerelosigkeit ergaben sich in einem Vorexperiment während der Antragsstellung des Vorhabens in der PFC 35 des DLR im September 2020 verschiedene Herausforderungen. Für die Konstruktion der Anlage wurde der LSD Prozess weiter aufgegriffen und mit einem neuen Schlicker gegenüber PFC 35 getestet. Allerdings wurden durch die Herausforderungen mit LSD in der Parabelflugkampagne 2020 dann bei der PFC 76 der ESA im Juni 2021 Experimente mit dem Auftrag und der Sinterung von trockenem Metallpulver und Mondstaubsimulant durchgeführt. Diese Herangehensweise führte zur Gewinnung neuer Erkenntnisse zum Schichtauftrag unter Schwerelosigkeit sowie der Einführung eines Mitarbeiters von DHM an den Druckprozess während des Fluges und die Abläufe bei einer Parabelflugkampagne. Um die Qualität der aufgetragenen Schicht überwachen zu können, wurde ein Linienscanner beschafft und in die Anlage integriert. Mit diesem kann ein 3D Profil der Schicht im laufenden Prozess erstellt werden. In intensiven Phasen der experimentellen Vorbereitung, z.B. für die PFC 76 der ESA und PFC 38 des DLR; in denen eine neue Einheit für den Schichtauftrag mit Pulver getestet wurde [(siehe c) und Weiterentwicklung der Beschichtungseinheit – PFC 76 der ESA im Juni 2021 sowie Weiterentwicklung der Beschichtungseinheit – PFC 38 des DLR im Februar 2022], hat das Projektteam zusammen am Experiment gearbeitet. Die technischen Details wurden in der Zeit vor der Kampagne zusammen erarbeitet und in einem technischen Sicherheitsdokument für die Firma Novespace, die die Parabelflugkampagne durchführte, zusammengefasst. Ein Mitarbeiter des Projektpartners wurde mit dem Vorgehen am Boden und den nötigen Vorbereitungen für solch eine Kampagne vertraut gemacht. Die unsichere Ressourcenplanung bedingt durch Corona machte die Einarbeitung von DHM in die Abläufe vor Ort nötig. Das daraus entstehende Ziel, einen DHM-Mitarbeiter mit dem Vorgehen am Boden und den nötigen Vorbereitungen für einen solchen Flug vertraut zu machen wurde erreicht, und fand sowohl für die ESA Kampagne 2021 als auch für die DLR Kampagne 2022 statt.