Unikate für die Raumfahrt per 3D-Druck

Großer Erfolg für die Forschungsgruppe um Prof. Dr. Dr.-Ing. Yilmaz Uygun von der Constructor University Bremen: Das aus der Gruppe entstandene Startup „NebulaForm“ wurde in den Raumfahrtinkubator der Europäischen Weltraumorganisation ESA aufgenommen. Das Team will den von ihnen entwickelten weltgrößten Delta-3D-Drucker für Bauteile der Raumfahrtindustrie nutzen – und gleichzeitig einen 3D-Drucker für Anwendungen im Weltall fertigen.

Der Raumfahrtinkubator „ESA BIC Northern Germany“ mit Sitz in Bremen unterstützt Startups bis zu zwei Jahre in ihrem Geschäftsaufbau, sowohl mit maßgeschneiderten Trainings als auch mit einer finanziellen Förderung in Höhe von 50.000 Euro. „Der Inkubator ermöglicht es uns, auch in der Raumfahrt mit ihren spezifischen Anforderungen zu wachsen und unsere Technologie weiterzuentwickeln“, sagt Uygun. 

Der großformatige 3D-Druck ist ein Paradebeispiel dafür, wie aus der Grundlagenforschung industrielle Anwendungen entstehen können. Mit einem Druckbereich von bis zu 1,5 Metern im Radius und einer Druckhöhe von mittlerweile bis zu 3 Metern hat die Forschungsgruppe den Drucker zunächst mit Eigenmitteln entwickelt. Dann förderte die Kieserling-Stiftung das Projekt. Anschließend wurde es mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des EXIST-Programms, das Unternehmensgründungen aus der Wissenschaft unterstützt, fortgeführt. Im Rahmen des Bremer 3D-Ideenpreises wurde der Drucker als herausragende Innovation in der additiven Fertigung gewürdigt.  

Viele Bauteile in der Raumfahrt sind Einzel- und Sonderanfertigungen oder werden nur in kleinen Stückzahlen hergestellt. Uygun und sein Partner Serkan Özkan sind davon überzeugt, das bestimmte Ausrüstungsgegenstände in der Raumfahrt bedarfsgerechter, schneller, kostengünstiger und gewichtsoptimierter per 3D-Druck hergestellt werden können als durch herkömmliche Verfahren. Ihren bestehenden Drucker wollen sie weiterentwickeln, etwa durch die Nutzung neuer Werkstoffe wie Karbonfasern oder Hochleistungskunststoffen, die auch bei Temperaturen von weit mehr als 300 Grad Celsius nicht schmelzen. Der Druckbereich soll bis auf 24 Kubikmeter wachsen. „Damit“, meint Uygun, „könnte man schon ein Auto drucken.“ 

Das Startup arbeitet auch an einem innovativen kleinformatigen Drucker auf einer rotierenden Achse, der im All eingesetzt werden kann. Klassische 3D-Drucker nutzen die Schwerkraft, um ein Teil Schicht für Schicht zu drucken. In der Schwerelosigkeit funktioniert dieses Prinzip nicht. Eine erste Raumfahrtbehörde hat bereits Interesse gezeigt. Schon im kommenden Jahr könnte das Gerät im Weltall erprobt werden.  „Wenn der Drucker sich im All bewährt, werden sich auch auf der Erde neue Geschäftsfelder erschließen“, meint Uygun, der als Research Affiliate auch mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA verbunden ist.  

Von den Innovationen und den Erfahrungen im Inkubator werden auch seine Studierenden profitieren. „Wir binden unsere aktuellen Forschungsergebnisse immer in die Lehre mit ein und diskutieren die Ergebnisse mit den Studierenden“, so Uygun. „Lehre und Forschung gehen Hand in Hand.“ Auch an NebulaForm sind zwei Studierende, Altin Loshi und Idriz Pelaj aus dem Studiengang Robotics and Intelligent Systems, beteiligt.

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Dr.-Ing. Yilmaz Uygun | Professor für Logistics Engineering, Technologies and Processes 
E-Mail: yuygun@constructor.university | Tel.: +49 421 200-49 3478