V169_2024 - WI-AMAN - 3D Metal Printer (Care-O-Sene)

Das HZB entwickelt zusammen mit mehreren führenden industriellen und akademischen Partnern aus Deutschland und Südafrika optimierte Katalysatoren für die Herstellung von grünem Kerosin im Rahmen des CARE-O-SENE-Projekts (https://www.care-o-sene.com/en), das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. CARE-O-SENE verbindet sieben wichtige deutsche und südafrikanische Projektpartner.

CARE-O-SENE wird eine Schlüsselrolle bei der nachhaltigen Umgestaltung von Branchen wie der Luftfahrt spielen. Ziel ist es, die Produktion von grünem Kerosin als Kraftstoffalternative wirtschaftlich attraktiver zu machen.

Strömungsreaktoren ermöglichen den Betrieb von chemischen Prozessen mit einem hohen Maß an Sicherheit, geringer Abfallerzeugung und hoher Energieeffizienz. Um diese Eigenschaften zu erreichen, ist jedoch eine sorgfältige Gestaltung der Strömungsfelder und der geometrischen Struktur erforderlich, und Simulationsmodelle können Formen vorschlagen, die mit additiven Materialien nicht ohne Weiteres realisierbar sind. Computergestütztes Design und Engineering ermöglichen eine schnelle und genaue Bewertung und Optimierung von Prototypen und schließlich Produkten. Das computergestützte Design (CAD) bietet mehr Flexibilität, um einzigartige, maßgeschneiderte Objekte in einem einzigen Schritt herzustellen. Computergestützte Konstruktionsverfahren wie die additive Fertigung (AM), insbesondere der 3D-Druck, haben den Vorteil, dass sie den Materialabfall verringern und die Herstellung komplexer Geometrien ermöglichen, die mit subtraktiven Verfahren wie Fräsen, Bohren usw. kaum möglich sind.

Zur Unterstützung der Forschungsaktivitäten im Rahmen des CARE-O-SENE-Projekts benötigen wir daher ein 3-D-Metalldrucksystem für das selektive Laserschmelzen. Das 3-D-Drucksystem sollte in der Lage sein, komplexe Metallgeometrien zu drucken und dabei eine mechanische Festigkeit beizubehalten, die mindestens der von ähnlichen Spritzgussteilen entspricht. Das System sollte aus einer Druckplattform, einem Pulvervorbehandlungs- und -zuführungssystem sowie allen erforderlichen Peripheriegeräten bestehen, um die geforderte Funktionalität zu erfüllen. Das System muss so konstruiert sein, dass es der neuesten Fassung der einschlägigen europäischen Sicherheitsnormen entspricht.

Das System sollte in der Lage sein, verschiedene Materialien zu handhaben und zu verarbeiten, da eine Vielzahl von reinen Metallen und Metalllegierungen für den Druck der Teile verwendet wird.