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Die Ariane Group hat erfolgreich Brennkammern getestet, die vollständig im 3D-Druck-Verfahren hergestellt wurden.
Foto: AMCM
Die Ariane Group hat erfolgreich Brennkammern getestet, die vollständig im 3D-Druck-Verfahren hergestellt wurden.

Inhaltsverzeichnis

Aus der Praxis

Die Grenzen des Metalldrucks erweitern

Mit der Neuentwicklung M 8K soll die Brennkammer des Prometheus-Raketentriebwerks des Ariane .6.Programms gedruckt werden.

Mit dem neuen M 8K System verspricht AMCM das Verschieben der Grenzen des Metalldrucks. Die M 8K wird mit acht Lasern konfiguriert und hat ein Bauvolumen von 800 mm × 800 mm × 1200 mm.

Die Entwicklung der M 8K wird durch ein nationales Förderprogramm unterstützt, das die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit des Ariane-6-Programms zum Ziel hat. Das erste Projekt wird der 3D-Druck der Brennkammer des Prometheus-Raketentriebwerks sein. Diese aus CuCr1Zr gedruckte Brennkammer setzt mit einer Höhe von mehr als 1.000 mm und einem maximalen Durchmesser von 800 mm neue Maßstäbe für Bauteilgröße und Qualität. "Wir mussten einen Partner finden, der bereit war, mit uns zusammen die Grenzen des Möglichen zu erweitern. Die Projekte der Ariane Group müssen die strengen Anforderungen der ESA erfüllen, um für den Start zugelassen zu werden. Daher legen wir größten Wert auf die Qualität der Teile, z.B. auf die Materialmikrostruktur und die Oberflächenrauheit", sagt Jan Alting, Leiter des Bereichs Future Propulsion der Ariane Group.

Viermal so großes Bauvolumen

"Die Konstruktion einer Anlage dieser Größe birgt eine ganze Reihe von Herausforderungen. Das exzellente Laser-, Scanner- und Optikdesign mit unseren Strahlquellen basiert auf dem jahrzehntelangen Prozess-Know-how von EOS", erklärt Martin Bullemer, Managing Director bei AMCM. „Das Bauvolumen ist viermal so groß wie bei der M 4K, was auch Masse bedeutet. Deshalb muss die z-Achse des Systems bis zu 5 Tonnen Pulver mit höchster Präzision bewegen können.“ Die Bedeutung der Materialversorgung wird oft unterschätzt. Martin Bullemer (AMCM): „Um bis zu 1,2 m hohe Teile mit hoher Produktivität und Qualität zu drucken, ist das Pulvermanagement ein wesentlicher Erfolgsfaktor. Die zuverlässige Versorgung mit Tonnen von Metallpulver über mehrere Tage hinweg ist alles andere als trivial.“

Günstigere Triebwerke

Mit SmartFusion und Eostate Exposure OT (optische Tomographie) wird AMCM die neueste Technologie der EOS-Gruppe in das M 8K System integrieren, um die prozessbegleitende Qualitätssicherung und Prozessüberwachung weiter zu verbessern und damit den späteren Prüfaufwand zu reduzieren. Martin Bullemer (AMCM): „Der Metalldruck bietet das Potenzial, den Herstellungsprozess von Raketentriebwerken flexibler, kostengünstiger und schneller zu machen. Unser neues M 8K-System wird innerhalb eines Jahres einsatzbereit sein. Wir haben der ArianeGroup versprochen, die ersten gedruckten Brennkammern vor Ende 2024 zu liefern.“

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Der Metalldruck der Vulcain und Vinci Brennkammern wird die Herstellung des Raketentriebwerks flexibler, kostengünstiger und schneller machen
Foto:  ArianeGroup Holding/ Jürgen Dannenberg, Alpensektor
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