General Electric: Reparieren mit 3D-Druck-ähnlichem Verfahren

Cold Spray ist laut General Electric eine dem 3D-Druck verwandte Technik zum Reparieren von Metallteilen, die das Schweißen ersetzen könnte. Damit sollen sich aber auch Gegenstände aufbauen lassen.

Artikel veröffentlicht am 8. November 2013, 16:51 Uhr, Werner Pluta

GE-Mitarbeiter mit Cold-Spray-Einrichtung: beliebig große Teile aufbauen (Bild: General Electric)

3D-Druck ist bisher in erster Linie zur Herstellung von Objekten eingesetzt worden. Der US-Konzern General Electric (GE) nutzt ein dem 3D-Druck ähnliches Verfahren, um Gegenstände aus Metall zu reparieren.

Cold Spray heißt die Technik. GE nennt sie aber - in Anlehnung an den aktuellen Rummel um den 3D-Druck - auch 3D-Painting, also 3D-Malerei. Dabei wird Metallpulver mit einer Geschwindigkeit von etwa einem Kilometer pro Sekunde aus einer Düse auf eine Oberfläche geschossen. Die kinetische Energie, die in den Partikeln gespeichert sei, reiche aus, um deren Oberfläche so stark aufzuheizen, dass die Partikel beim Auftreffen auf die Oberfläche mit dieser verschmölzen, erklärt ein GE-Mitarbeiter.

Zufallsentdeckung

Sowjetische Forschern hätten den Effekt Mitte der 1980er Jahre durch Zufall entdeckt, erzählt er weiter: Sie hätten in einem Windkanal Teile testen wollen. Um die Strömung sichtbar zu machen, hätten sie Kupferpulver zugegeben. Doch statt um das Teil herumzuströmen, habe sich das Kupfer darauf festgesetzt.

Cold Spray sei ein "innovativer 3D-Prozess", der es ermögliche, "Teile mit Materialien wiederherzustellen, die passen und die Beschaffenheit des Originals widerspiegeln", sagt Anteneh Kebbede vom Coating and Surface Technologies Lab bei GE Research. Auf diese Weise könne die Lebensdauer von Teilen deutlich verlängert werden.

Magnesiumlegierungen

Die Technik soll die Reparatur von Maschinen- und Flugzeugteilen wie Rotoren, Propeller oder Getriebe verändern. Einige dieser Teile ließen sich überhaupt erst mit Cold Spray reparieren: In der Luftfahrt würden Teile aus Magnesiumlegierungen gefertigt, sagt der GE-Mitarbeiter. Magnesium lasse sich aber nicht schweißen, sehr wohl aber mit Cold Spray bearbeiten.

Die Technik lässt sich laut GE allerdings nicht nur zum Reparieren einsetzen. Naheliegend ist, das Verfahren zur Beschichtung einzusetzen - zu diesen beiden Zwecken will GE das Verfahren bei seinem Ölbohreinrichtungen nutzen. Schließlich sei Cold Spray auch als 3D-Drucktechnik geeignet, sagt GE. Damit könnten beliebig große Teile aufgebaut werden - ein Vorteil gegenüber Verfahren mit einem Drucker, bei dem der Bauraum beschränkt ist.