Elektronenstrahlschmelzen Additive Fertigung erschließt neue Werkstoffpotenziale

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Die Loughborough University nutzt das Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Melting, EBM), um die Forschung im Bereich der additiven Fertigung voranzutreiben. Unter der Leitung von Moataz Attallah vom Department of Materials stellt diese Initiative einen bedeutenden Fortschritt in der Materialwissenschaft und Fertigungsinnovation dar.

Mit über 15 Jahren Erfahrung in der laserbasierten additiven Fertigung kennt Professor Moataz Attallah die Stärken, aber auch die Grenzen dieser Technologien – insbesondere bei der Verarbeitung anspruchsvoller Metalle wie Kupfer, Wolfram, Tantal, Molybdän und Niob. Im Gegensatz zu laserbasierten Verfahren arbeitet das Elektronenstrahlschmelzen in einer Vakuumumgebung. Dadurch eignet sie sich besonders für sauerstoffempfindliche und stark reflektierende Materialien, die für Anwendungen in Energie, Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung entscheidend sind.

Vorteile der offenen Systemarchitektur

Als Forschungseinrichtung schätzt die Universität insbesondere das offene Systemdesign von Freemelt. Dieses ermöglicht:

1. vollständige Kontrolle über Prozessparameter
2. schnelle Experimente mit kommerziellen und eigenen Legierungen
3. flexible Anpassung an neue Forschungsanforderungen

„Die Elektronenstrahltechnologie ist dort erfolgreich, wo andere Verfahren an ihre Grenzen stoßen“, erklärt Professor Attallah. „Das Freemelt-System zeichnet sich durch Offenheit, Flexibilität und Zugänglichkeit aus. Es erlaubt uns, Parameter zu variieren, neue Legierungen zu erforschen und Prozesse zu entwickeln, die auf geschlossenen Plattformen nicht möglich sind.“

Elektronenstrahlschmelzen: Laufende Forschungsprojekte

Internationale Kooperation

Im Rahmen eines britisch-japanischen Projekts unter Leitung der University of Birmingham wird die additive Fertigung von hochschmelzenden Legierungen sowie die Rolle der Sauerstoffaufnahme untersucht.

Anwendungen in der Fusionsenergie

Gemeinsam mit Tokamak Energy und Metamorphic arbeitet die Universität an der Entwicklung fortschrittlicher Wolframstrukturen für Fusionsreaktoren.

Raumfahrttechnologien

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Erforschung von Niob-basierten Legierungen für zukünftige Raumfahrtanwendungen, insbesondere für Antriebssysteme.

Bedeutung für Industrie und Zukunftstechnologien

Professor Attallah betont die weitreichende Bedeutung dieser Forschung: Für den Bau von Fusionsreaktoren oder Raumfahrtsystemen der nächsten Generation seien nachhaltige Herstellungsverfahren für kritische Materialien unerlässlich. Elektronenstrahlschmelzen ermögliche nicht nur diese Fertigung, sondern biete auch Skalierbarkeit und Effizienz.

Rolle von Freemelt in der Forschung

Die modulare und offene Architektur von Freemelt ist besonders für die akademische Forschung geeignet, da sie Flexibilität ohne hohe Einstiegshürden bietet. Ergänzt wird dies durch technische Unterstützung, die eine reibungslose Integration in die Labore ermöglicht.

Zukunftsperspektiven: KI und Materialentwicklung

Die Kombination aus offener Plattform und KI- oder Machine-Learning-Methoden eröffnet zusätzliche Möglichkeiten:

1. schnellere Prozessoptimierung
2. beschleunigte Entwicklung neuer Legierungen
3. höhere Prozessstabilität

Dadurch bleibt das System auch bei zukünftigen Anforderungen und Materialien anpassungsfähig.

Fazit

Die Loughborough University ist Teil eines wachsenden Netzwerks von Institutionen im Vereinigten Königreich, die auf Freemelt-Technologie setzen. Dies stärkt die Rolle des Landes als führender Standort für Forschung in der additiven Fertigung und Materialwissenschaft.

Weitere Informationen:

https://www.lboro.ac.uk/research/lmcc/facilities/

https://freemelt.com/