Gemeinsam mit dem Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sollen in dem Projekt filamentbasierte Metalldruckverfahren unter reduzierten Schwerkraftbedingungen optimiert werden. Um den Einsatz von Equipment und Verbrauchsmaterialien und damit einhergehende Kosten möglichst gering zu gestalten, steht die Weiterentwicklung einer hybriden Prozesskette für die einfache Herstellung von Titanbauteilen im Fokus.

Den Anfang dieser Kette bildet das additive Metalldruckverfahren Fused Filament Fabrication (FFF), das sich in der Raumfahrt bereits bewährt hat. Die entstehenden Kunststoffformen werden anschließend in einem Gelcasting-Prozess kontrolliert mit einer Metallpulversuspension befüllt, um Bauteile abzuformen. Abschließend können sie in einem Wärmebehandlungsprozess (Sinterung) zu vollwertigen Metallbauteilen verdichtet werden.

Vielfältige Ergebnisse erwartet

Zentral ist der Einsatz des Leichtmetalls Ti-6Al-4V, dessen Verarbeitung als Gelcasting-Suspension qualifiziert werden soll. Außerdem soll mit begleitenden Simulationen der Einfluss verschiedener Schwerkraftbedingungen auf den Herstellungsprozess untersucht werden. Hiermit wird die Grundlage für neue Konzepte zum fehlerfreien und einfachen Befüllen gedruckter Formen gelegt.

Die erwarteten Ergebnisse des Projekts sind vielfältig. So sollen für die Gelcasting-Suspension eine Rezeptur für Ti-6Al-4V-Pulver erarbeitet, das Simulationstool zur Auslegung von Befüllungsvorgängen erstellt sowie das Verarbeitungs- und Handlingskonzept für die Ti-6Al-4V-Suspension entwickelt werden. Im Bereich der Wärmebehandlung entsteht mithilfe der Ergebnisse ein Anforderungskatalog zur Erstellung eines Minimal-Ofenkonzepts für den Weltraum.

Terrestrische Anwendungen möglich

Darüber hinaus sollen die Ergebnisse künftig in weiteren Projekten zur gießtechnischen Verarbeitung und Wärmebehandlung verwertbar sein. Auch wenn Easytitan für die Raumfahrt ausgelegt ist, sind terrestrische Anwendungen auf Grundlage der Ergebnisse denkbar. Beispiele sind Lösungen zur Herstellung von Designstudien, Prototypen sowie Sonder-, Klein- und mittleren Serien. Grund für das vielfältige Anwendungspotenzial ist, dass das Verfahren die Vorteile eines geringen Investvolumens mit einer einfachen, schnellen Verarbeitung und hohen Oberflächenqualität vereint. Easytitan wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

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