Gestalterische Freiheiten für Konstrukteure

Prüfung additiv gefertigter Bauteile für die Raumfahrtindustrie

ZwickRoell_Z250ZW_mit_Kryostat.jpg
Bild: Zwick
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Für die Raumfahrt werden zunehmend additive Fertigungsverfahren interessant. Der 3D-Metalldruck, z.B. nach der Methode des selektiven Laserschmelzens, lässt Konstrukteuren gestalterische Freiheiten wie kaum ein anderes Fertigungsverfahren. Dabei bleibt es gerade bei geringen Stückzahlen kosteneffizient. Zur Prüfung additiv gefertigter Hochleistungsstrukturen aus Aluminium und Titan bei Temperaturen bis zu 269°C setzt man bei KRP Mechatec in München eine Prüfmaschine von Zwick Roell ein. In der Luft- und Raumfahrt eingesetzte Materialien müssen höchsten Belastungen standhalten: So wird z.B. bei Trägerraketen in der Raumfahrt flüssiger Wasserstoff (-253°C, bzw. 20 K) als Treibstoff verwendet. Dessen Tanks werden während des Starts bei diesen tiefen Temperaturen sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Um das Leichtbaupotenzial der additiven Fertigung auch für solche Anwendungen zu überprüfen, untersucht das Unternehmen mit Sitz in Garching bei München 3D-gedruckte Strukturen in einem speziellen Versuchsprogramm. Mittels einer um eine spezielle Vorrichtung ergänzten AllroundLine Z250SW Prüfmaschine des Herstellers werden die gedruckten Aluminium- und Titanproben in einem Kryostat geprüft. Mit Hilfe von flüssigem Stickstoff (-196°C) oder flüssigem Helium (-269°C) werden Proben und auch der Aufbau abgekühlt, um Zug-, Druck-, Schub- und Lochaufweitungsprüfungen unter extremen Minustemperaturen durchzuführen. Die gewonnenen Daten helfen dabei, zukünftige Entwicklungen auf dem Feld 3Dgedruckter Strukturen für extreme Bedingungen voranzutreiben. Neben dem guten Support durch den Hersteller bei der Durchführung spezieller Testaufgaben, war insbesondere die Flexibilität der Prüfmaschine und der zugehörigen Software beim Einsatz im Forschungs- und Entwicklungsumfeld für das Garchinger Unternehmen wichtig. jke

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