Erfolgreich getestet: Raketen-Bauteile aus dem 3-D-Drucker

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Halten auch Flammen stand: Nasa-Bauteile aus dem 3-D-Drucker im Test Zur Großansicht
NASA Glenn Research Center

Halten auch Flammen stand: Nasa-Bauteile aus dem 3-D-Drucker im Test

Schon die ersten Meter auf dem Weg ins All verursachen hohe Kosten. Schuld daran sind auch teure Raketenbauteile. Die Nasa will die Komponenten in Zukunft mit dem 3-D-Drucker herstellen - notfalls auch während der Missionen. Erste Tests waren nun erfolgreich.

Die Nasa hat ein im 3-D-Druckverfahren hergestelltes Raketenbauteil getestet - mit positivem Ergebnis. Forscher des Glenn Research Center in Cleveland zündeten in einer Serie von Tests ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff, das zuvor durch einen gedruckten Einspritzkopf geströmt war.

Sie bewiesen so, dass sich auch kritische und hochbelastete Komponenten im Druckverfahren herstellen lassen. Die Hoffnung der Entwickler: Bauteile für Raumfahrtmissionen könnten auf diesem Weg schneller entwickelt und hergestellt werden, bei deutlich geringeren Kosten.

Teile wie die von der Nasa hergestellten Einspritzelemente müssen hohen Anforderungen genügen. Sie leiten den Treibstoff aus dem Tank in die Brennkammer. "Sie bestimmen, wie schnell der Treibstoff vermischt wird und wie zügig und effizient die Verbrennung abläuft", erklärt Physiker Michael Oschwald, Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Schon kleinste Abweichungen bei diesen Bauteilen haben großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit eines Raketenmotors.

Bei der Konstruktion der Raketen werden die Elemente zum echten Kostenfaktor: "Eine Ariane-5-Rakete hat beispielsweise 566 solcher Injektoren, die sehr präzise gefertigt werden müssen", sagt Michael Oschwald. 3-D-Druckverfahren hätten daher ein großes Potential für die Raumfahrt. Vor allem, da sich komplexe Formen und Legierungen herstellen ließen, die mit herkömmlichen Produktionsmethoden nur schwer oder gar nicht realisierbar sind.

Laserdrucker schmilzt Metallpulver

Die von der Nasa getesteten Bauteile schmolz ein Laser schichtweise aus einem Metallpulver. Das Verfahren, bei dem Lage für Lage eine dreidimensionale Struktur entsteht, wird auch additive oder generative Fertigung genannt. "Es ließen sich so womöglich auch während der Missionen Werkzeuge, Maschinenbauteile oder ganze Raumfahrzeuge drucken", sagt Michael Gazarik, Nasa-Vertreter in Washington.

Mit traditionellen Herstellungsprozessen würde die Produktion eines Injektors mehr als ein Jahr benötigen. Die neue Herstellungsmethode könne bereits in weniger als vier Monaten Ergebnisse liefern und dabei die Kosten um 70 Prozent verringern, sagt Gazarik. "Mit dem 3-D-Druck können wir Form, Passgenauigkeit und Prozesse optimieren, die uns Weltraumissionen erst ermöglichen."

Forscher der Nasa haben für das Projekt mit der Firma Aerojet Rocketdyne zusammengearbeitet. Der bei Aerojet Rocketdyne für die neue Herstellungsmethode zuständige Jeff Haynes nannte den produzierten Injektor einen bedeutenden Fortschritt in der Anwendung des 3-D-Druckens. Bisher habe man so nur weniger kritische und einfache Bauteile hergestellt, wie beispielsweise Schellen. "Der Injektor aber ist das Herz eines Raketenantriebs und für einen Großteil der Kosten des ganzen Systems verantwortlich."

Der Weg für die nächsten Entwicklungsschritte ist nun frei. "Diese erfolgreichen Tests zeigen uns, dass wir nun beginnen können, Teile in voller Größe zu entwickeln", sagt Carol Tolbert, zuständig für die Entwicklung neuer Herstellungsprozesse am Glenn Research Center. Bis zur ersten Mission mit Hilfe gedruckter Bauteile dürften aber noch Jahre vergehen. 2017 soll bei einer Mission erstmals ein von Lasern geschmolzenes Bauteil zum Einsatz kommen.

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insgesamt 8 Beiträge
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1. Ehrliche...
Ingsoc 17.07.2013
...Politiker aus dem 3-D Drucker...das wäre doch mal eine Schlagzeile....
2. Geht leider nicht zu machen
celsius234 17.07.2013
Zitat von Ingsoc...Politiker aus dem 3-D Drucker...das wäre doch mal eine Schlagzeile....
Zuviel Hohlräume in den Strukturen. Das Pulver muss rausrieseln können beim entnehmen aus dem Drucker. In Politikern sind zu viel leere Stellen.
3. @celsius234
motzbrocken 17.07.2013
jetzt muss ich aber energisch widersprechen. Politiker bestehen aus Hohlräumen. Sei es oben oder beim Sprechen.
4. für 1.
gehirngebrauch 18.07.2013
das wird wohl ein traum bleiben wie der kommunismus, wo niemand sich anstrengt, aber alle in saus und braus leben sollten.
5. @ Ingsoc : Geht nicht
Sitiveni 18.07.2013
Politiker haben die selten Fähigkeit, dass ihre Wahlversprechen umgekehrt proportional zu den nach der Wahl eintretenden Ereignissen sind. Muss irgendso'n genetischer Defekt sein. Neben dem False-Promise-Gen haben die noch das Big-Company-Ass-Creeper-Gen. Versuchen Sie das mal mit einem 3D-Drucker zu erzeugen!
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