Völlig losgelöst

Auf dem Boden zu bleiben, ist für Dr. Harald Müller gar nicht so einfach. Was sich anhört, als verfüge er über ein überbordendes Selbstbewusstsein, hat in Wirklichkeit mit seinen emporragenden Aufgaben zu tun. Mit seinem Mitarbeiterteam hat der Geschäftsführer von DHM Prüfsysteme einen 3-D-Drucker zum Einsatz im Weltraum gebaut – und die Anlage in einer Höhe von 8000 Metern in weitestgehender Schwerelosigkeit einem außergewöhnlichen Leistungstest unterzogen.
Von einzelnen Komponenten bis zu kompletten Prüfsystemen: DHM ist Anbieter von Mess- und Regeltechnik. Die Systeme des in Clausthal-Zellerfeld beheimateten Unternehmens werden benötigt, um die Betriebsfestigkeit von Materialien und Produkten unter die Lupe zu nehmen.
Wie viel Beanspruchung verträgt das Bauteil? Wie lange reicht seine Lebensdauer? Bei welchen Lasten versagen die Strukturen? Mit den Prüftechniken von DHM können Hersteller aus allen Bereichen der Industrie ermitteln, wann und unter welchen Voraussetzungen ihre Erzeugnisse sich verformen, die Funktionstüchtigkeit verlieren, auseinanderbrechen.

Was halten die Bauteile aus?

„In der Automobilindustrie zum Beispiel kann man mit unseren Prüfsystemen Bauteile realen Belastungen aussetzen und so ermitteln, wie lange sie die Anforderungen erfüllen“, sagt Müller. Wenn Automobilbauer also das unaufhörliche Auf- und Zumachen von Handschuhfächern simulieren möchten, das dauerhafte Verstellen des Außenspiegels oder pausenlose Fahrten durch Schlaglöcher, dann können sie das mit Prüfständen machen, die mit der Technologie und Software von DHM ausgerüstet sind.
Auch Sportgerätehersteller zählen zum Kundenkreis von Müller und seinem Team, das aus Ingenieuren, Elektronikern und Softwareentwicklern besteht. Dynamisch beanspruchte Fahrradelemente wie Lenker oder Sattelstütze werden mit DHM-Systemen belastet, strapaziert, aufgezehrt. Unterm Strich geht es darum, die Dauerfestigkeit und Sicherheit zu erhöhen, „damit Versagensfälle gar nicht erst auftreten“.

Vom Labor ins All

Vom Prüflabor bis in den Weltraum ist es eigentlich ein weiter Weg. Doch weil der Unternehmer ein Alumnus der Technischen Universität Clausthal ist und sich seine guten Kontakte zur Hochschule all die Jahre bewahrt hat, ist er jetzt Protagonist eines schillernden Projekts, das DHM viel Aufmerksamkeit beschert. Als die TU in Person von Professor Jens Günster den promovierten Physiker darum bat, eine Apparatur für eine ganz besondere Mission zu fertigen, sagte er gerne zu. „Vier Monate hatten wir Zeit, einen 3-D-Drucker zu bauen, der unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit funktioniert.“
Für die Raumfahrt sind pulverbasierte additive Fertigungsverfahren deswegen von großem Interesse, weil sich mit ihnen Bauteile, Ersatzteile oder Instrumente herstellen ließen – dann, wenn sie gebraucht würden. Schicht für Schicht könnte man vieles erzeugen, was für die Bewältigung des Alltags im All vonnöten wäre.
Herausforderung im Konstruktionsprozess war, „das Metallpulver für den 3-D-Druck zu fixieren“, beschreibt Müller. Um das feine Material außerhalb des Gravitationsfelds der Erde im Zaum halten zu können, band DHM einen Gasstrom ein, der die kleinen Teilchen ansaugt, zusammenhält und in Druckposition bringt.

Tests in der Schwerelosigkeit

Entwicklung und Herstellung des 3-D-Druckers sind das eine, seine Erprobung und Feuertaufe das andere. Um die Anlage und das Fertigungsverfahren möglichst wirklichkeitsgetreu zu prüfen, überlegten sich die Macher ein ziemlich steiles Experiment. In einem gemeinsamen Projekt brachten TU Clausthal, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt und Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung den Drucker in den Bauch eines Airbus A310 – und setzten ihn bei Parabelflügen besonderen Technologietests aus.
Weil Müller selbst Teil dieser Forschungscrew war, wurde der Abstecher über den Wolken auch für ihn zu einem aufregenden Erlebnis. Wobei: Dass der Parabelflug nichts für schwache Nerven ist, bedeutet ja nicht, dass auch er zwangsläufig Herzklopfen bekommt. „Ich hatte schon einmal bei einem Segelkunstflug mitgemacht“, sagt der 58-Jährige lachend, „vielleicht wirkte deswegen alles relativ harmlos auf mich.“ Obwohl es sich schon etwas sonderbar angefühlt habe, „wenn plötzlich das Blut in den Kopf steigt und auch der Magen nach oben rutscht. Im Gegensatz zu vielen Teilnehmern hatte ich aber keine Probleme mit Übelkeit.“

Nichts für schwache Mägen

Bei den ­Parabelflügen­ ­vom Flughafen Paderborn­-Lippstadt aus, möglich gemacht von der Europäischen Raumfahrt Agentur ESA, flogen die Piloten mehrmals hintereinander ein spezielles Manöver: eine Aneinanderreihung von extremen Steil- und Sturzflügen. Mit jeder neuen Parabel wurde ein etwa 30 Sekunden langes Zeitintervall erzeugt, währenddessen Schwerelosigkeit herrschte. Der Drucker bestand den eindrucksvollen Härtetest. „Alles funktionierte so, wie es sollte.“
Im Airbus stehen in einigen Monaten die nächsten Tests auf dem Programm. Mit an Bord wird eine neue Version des 3-D-Druckers sein. „Zurzeit arbeiten wir an seiner Weiterentwicklung und lassen dabei unsere Erkenntnisse vom vergangenen Flug einfließen“, erklärt Müller. Ziel sei es, „so viel Know-how aufzubauen, dass es unser Drucker vielleicht sogar auf die Internationale Raumstation ISS schafft“.
Ob er ein weiteres Mal die Traute hätte, ins Flugzeug zu steigen und sich der Schwerelosigkeit auszusetzen? „Auf jeden Fall. Bei einem solchen Projekt mitmachen zu dürfen, ist eine coole Geschichte.“
boy