Prüfung von additiv gefertigten Strukturen für die Raumfahrt-Industrie bei -269 °C
Additive Fertigungsverfahren z. B. Laserschmelzen bietet einen herausragenden Gestaltungsfreiraum und damit großes Potential zur Gewichtsminimierung. Durch die in der Raumfahrt übliche, geringe Stückzahl kann dieses Fertigungsverfahren auch kosteneffizient eingesetzt werden. KRP Mechatec setzt zur Prüfung von additiv gefertigten Aluminium- und Titanstrukturen bei tiefen Temperaturen bis zu -269 °C eine Prüfmaschine von ZwickRoell ein.
KRP Mechatec mit Sitz in Garching bei München hat sich auf die Entwicklung und Analyse von Materialien und Strukturen für die Luft- und Raumfahrtindustrie spezialisiert. In der Raumfahrt (z. B. bei Trägerraketen) wird flüssiger Wasserstoff (-253 °C, bzw. 20 K) als Treibstoff verwendet. Dessen Tanks werden unter diesen tiefen Temperaturen sehr hohen Belastungen während des Starts ausgesetzt. Ziel des Versuchsprogrammes bei KRP ist es, das Leichtbau-Potential der additiven Fertigung auch in dieser speziellen Anwendung auszunutzen. Dazu werden aus den verwendeten Aluminium- und Titanlegierungen Materialproben gefertigt und in einem individuellen Prüfaufbau getestet. Hierzu verwendet das Unternehmen eine Material-Prüfmaschine (Fmax 250 kN) von ZwickRoell.
Für die Prüfmaschine AllroundLine Z250SW hat KRP eine spezielle Vorrichtung entwickelt und in Betrieb genommen, welche verschiedene Materialtests wie Zug-, Druck-, Schub- und Lochaufweitung-Versuche in einem Kryostat erlaubt. Im Kryostat werden Proben und Aufbau mittels Flüssigstickstoff auf -196 °C bzw. auch mittels flüssigem Helium auf -269 °C abgekühlt und unter dieser Temperatur getestet.
„Als deutscher Hersteller bekommen wir von ZwickRoell den Support, den wir für die Durchführung unserer speziellen Testaufgaben benötigen. Die Prüfmaschine und die Software ermöglichen einen flexiblen Einsatz im Forschungs- und Entwicklungsumfeld.“, begründet Dr.-Ing. Christoph Zauner, Technischer Leiter bei KRP Mechatec, die Entscheidung für ZwickRoell als Partner.
(Foto: Kyrostat eingebaut in die AllroundLine (Quelle: KRP Mechatec))
