Raumfahrttechnik

LEGUM

Projektübersicht

ProjektnameLaserschmelzen von extraplanetarem Gestein unter Mondbedingungen
Projektlaufzeit01.01.2022 – 31.12.2024
FörderkennzeichenSTO 905/5-1

Partner

Das Projekt wird in Zusammenarbeit zwischen folgenden Partnern durchgeführt:

  • Technische Universität Berlin, Fachgebiet Raumfahrttechnik (RFT), DE
  • Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH), DE

Projektbeschreibung

Im Projekt LEGUM wird additive Fertigung von Mondregolith mittels Laser Powder Bed Fusion unter Vakuum und Mondgravitation untersucht. Dafür wird in Zusammenarbeit mit dem Laser Zentrum Hannover e.V. ein Teststand entwickelt, welcher im Kern aus einer Vakuumkammer mit Pulverbett und einem Laser, der durch einen Scanner auf das Pulverbett gerichtet wird, besteht.

Zur Erzeugung der Mondgravitation wird der Versuchsaufbau in den Einstein-Elevator (EE) in Hannover integriert. Der Einstein-Elevator ist ein neuartiger Fallturm, der durch ein schienengeführtes Gondelsystem definierte Fallbeschleunigungen und somit beliebige gravitative Bedingungen herstellen kann. 

Um die hohe Wiederholungsrate von bis zu 300 Versuchen (Flügen) pro Tag des EE optimal auszunutzen, fasst die Vakuumkammer bis zu 20 Pulverbetten, die auf einem Probenkarussell platziert werden. So ist ein Öffnen der Vakuumkammer zum Tausch des Pulverbetts und eine damit verbundene erneute Evakuierung nach jedem Versuch nicht notwendig.

Während der Versuchsdauer von ca. 4 Sekunden werden aus diversen Regolithsimulaten zweidimensionale Proben voll automatisiert gefertigt. Ebenfalls sind dreidimensionale Proben durch das händische Auftragen weiterer Schichten Regolithsimulat herstellbar. Die Überwachung des Prozesses erfolgt mittels High-Speed und Wärmebildkamera. Die Aufzeichnung thermischer Versuchsdaten soll zum besseren Verständnis des Fertigungsprozesses und den daraus resultierenden Materialeigenschaften beitragen.

Die unter verminderter Gravitation gefertigten Proben werden auf ihre mechanischen Eigenschaften und metallographisch auf ihre Mikrostruktur untersucht. Durch Vergleich mit Proben, die unter Erdgravitation gefertigt werden, wird so der Einfluss der verminderten Gravitation auf die Materialeigenschaften bestimmt.

Neben den experimentellen Untersuchungen wird der Laserschmelzprozess von Regolith unter Mondgravitation und Vakuum simulativ nachgebildet, um das Prozessverständnis voranzutreiben.

Teammitglieder

An der TU Berlin sind die folgenden Teammitglieder am Projekt beteiligt:

  • Joel Patzwald, Projektleiter

Förderung

Das Projekt LEGUM wird von der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert (Förderkennzeichen STO 905/5-1)

Kontakt

Joel James Patzwald

Wiss. Mitarbeiter_in

j.patzwald@tu-berlin.de

+49 30 314-21301

Sekretariat F 6
Gebäude F
Raum F 518