Noch wartet die Fertigungsbrache darauf, dass sich der angekündigte Segen der additiven Metallfertigung erfüllt: Die Verfahren sind nach wie vor kostspielig und am ehesten auf Bauteile mit komplexen Geometrien in geringer Stückzahl ausgelegt. Ein Raketentriebwerk, das Metallpulver auf Maschinenbauteile abfeuert, könnte die Industrie nun aufrütteln.
Diese Idee stammt von drei jungen Kaliforniern, die es sich zum Ziel erklärt haben, die Metallfertigungsbranche umzukrempeln. Gemeinsam entwickelten Deepak Atyam, Alex Finch und Jesse Lang, die Gründer des Start-ups Tri-D Dynamics, eine Technologie, die sie selbst als „Kaltmetallfusion“ („Cold Metal Fusion“) bezeichnen. Darin vereinen sie Pulvermetallurgie mit Raketentechnik – und könnten einen bisher noch unerschlossenen Markt bedienen.
Tri-D Dynamics beschäftigt sich mit der Entwicklung von Methoden, um elektronische Sensoren an Maschinenbauteilen aus Metall anzubringen und sie dabei zum Schutz vor schädlichen Außeneinwirkungen mit geeigneten Legierungen zu versehen. „Dadurch können wir die elektronischen Schnittstellen mit Werkstoffen verstärken, die beständiger sind als das Metall des Bauteils selbst“, erläutert Finch die Technologie des jungen Unternehmens. „So erhält der Kunde mehr Leistung zu einem geringeren Preis.“ Durch die nahtlose Integration der Hardware zur Steuerung der Elektronik werden Bauteile „smart“.
Im Rahmen ihrer sogenannten „erweiterten additiven Fertigung“ schichten Finch und seine Kollegen unterschiedliche Metalle aufeinander und verbessern so die grundsätzlichen Eigenschaften der Bauteile. Da die Metalle in der Kaltmetallfusion nicht erst zum Schmelzen gebracht werden müssen, sinkt das Risiko, dass empfindliche elektronische Bestandteile einen Hitzeschaden erleiden. Außerdem spart das Verfahren Zeit: Zur Überprüfung der Leistung in Echtzeit arbeiten Finch und Atyam Sensoren in die Bauteile ein, um auf diese Weise Vernetzungsinfrastrukturen nutzen zu können, wie man sie vom Internet der Dinge kennt. Die Schnittstellen für diese Sensoren, Leitungen und Chips sind in den durch Kaltmetallfusion verstärkten Gehäusen sicher vor äußeren Einwirkungen.
In ihrer TerraForma nutzen die Tüftler von Tri-D erhitzten Stickstoff, um Metallpulver durch ein kleines Triebwerk mit Düse zu befördern. Dabei werden die Pulverteilchen auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt und auf das Trägermetall geschleudert, auf dem sie sofort haften bleiben, ohne vorher erhitzt oder geschmolzen werden zu müssen. Und das Beste – der Prozess ist problemlos skalierbar: So wäre es etwa denkbar, riesige Containerschiffe, Wolkenkratzer, Werftkrane und dergleichen mithilfe dieser neuen Methode zu verstärken und zu schützen.