3D-Druck Nasa nutzt Rapid Manufacturing beim Raketenbau

Um Zeit und Geld zu sparen, setzt die Nasa neue Fertigungsverfahren beim Bau der Trägerrakete SLS ein: Unter anderem Bauteile für die Triebwerke werden aus Metallpulver aufgebaut, das von einem Laser verschmolzen wird.

Die Marsrakete kommt aus dem 3D-Drucker - zumindest teilweise. Die US-Weltraumbehörde Nasa setzt beim Bau der Trägerrakete Space Launch System (SLS) Rapid Manufacturing ein. Damit will sie vor allem Geld sparen.

Selektives Laserschmelzen (Selective Laser Melting, SLM) heißt das Verfahren, mit dem die Raketenteile aufgebaut werden sollen. Der Bauplan ist ein dreidimensionales Computermodell, das in Schichten zerlegt wird.

Baustoff Metallpulver

Als Baumaterial kommen verschiedene Metalle, aber auch Keramik oder Kunststoffe in Pulverform zum Einsatz. Das Pulver wird auf eine Arbeitsplattform aufgebracht. Ein Hochenergie-Laser schmilzt es an bestimmten Stellen, wodurch es sich mit der darunterliegenden Schicht verbindet. Nachdem der Laser die Schicht bearbeitet hat, wird die Arbeitsfläche abgesenkt und die nächste Pulverlage aufgebracht - bis das Werkstück fertig ist.

Zukunftsmusik: künstlerische Darstellung eines SLS-Starts. Der Erstflug der Trägerrakete ist für 2017 geplant. (Grafik: Nasa/MSFC)

Auf diese Weise ließen sich Teile mit komplexen Formen bauen, die sich mit herkömmlichen Verfahren nicht herstellen ließen, erklärte Ken Cooper, Teamleiter am Marshall Space Flight Center der Nasa in Huntsville im US-Bundesstaat Alabama. Per SLM würden unter anderem Komponenten für die Raketentriebwerke der SLS gefertigt.

Zeit und Geld sparen

Ein Grund für den Einsatz der neuen Herstellungsverfahren sei die Kostenersparnis, sagte Andy Hardin vom Engines Office in SLS der Nasa. "Dieser Prozess verkürzt die Zeit für die Produktion mancher Teile von Monaten auf Wochen oder in einigen Fällen sogar auf Tage." Durch die Zeitersparnis sänken auch die Kosten zum Teil drastisch.

Mit SLM ließen sich aber nicht nur Zeit und Geld sparen, legte Hardin dar. Das Verfahren ermögliche auch mehr Sicherheit: "Da wir Teile nicht zusammenschweißen, sind sie von der Struktur her stärker und zuverlässiger, wodurch das Raumfahrzeug insgesamt sicherer wird."

3D-Drucker aus Deutschland

Die von der Nasa eingesetzte Hardware stammt übrigens aus Deutschland: Die US-Weltraumagentur nutzt einen 3D-Drucker vom Typ M2 Cusing, der vom Unternehmen Concept Laser hergestellt wird. Concept Laser ist in Lichtenfels in Bayern ansässig.

SLS ist die neue Trägerrakete der Nasa, mit der künftige Missionen in den sogenannten Deep Space durchgeführt werden sollen. Die Rakete soll das Orion Multi-Purpose Crew Vehicle ins All bringen. Mit dieser Raumfähre sollen Menschen zu Asteroiden und zum Mars fliegen. Zum ersten Mal soll ein SLS 2017 starten.