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Lasersintern: Scotty, fax mir eine Kurbelwelle

Tiroler haben ein Gerät entwickelt, mit dem sich auch im Weltraum dreidimensionale Objekte "drucken" lassen.



Ein mittels Laser-Rendering bei Stork Prints Austria hergestellter Pokal aus Metall
Picture by Stork Austria/Markus Bohrer

Von der Möglichkeit Gegenstände zu "beamen", sie also von einem Ort zeitgleich an einen weit entfernten anderen zu teleportieren, träumt die Menschheit mindestens seit "Raumschiff Enterprise" und den legendären Dialogen zwischen "Scotty" und "Captain Kirk". Österreich sorgte auf diesem Gebiet in den letzten Wochen für Schlagzeilen durch die Versuche des Wiener Physikers Anton Zeilinger, obwohl es sich bei seinen Experimenten "nur" um gebeamte Lichtteilchen handelte.

Österreicher sind aber auch in einem anderen, ähnlich spannenden, aber praxisnäheren Bereich weltweit Spitze: auf dem Gebiet des dreidimensionalen Faxens und Druckens: Das Gerät, das bei "Stork Prints Austria" in Kufstein in fünf Jahren mittlerweile zur Serienreife gebracht wurde, kann mit einem Laserstrahl als "Tinte" und Metallpulver als "Papier" in einer Art Backofen bei 1200 Grad, gebrauchsfertige Gegenstände aus Metall herstellen. Dabei wird das in eine Kammer eingeblasene feine Stahl-, Kupfer- oder Aluminium-Pulver vom Laserstrahl zu einem beliebigen Objekt, wie etwa einem Schraubenzieher, einer Kurbelwelle oder auch einem komplexen Wein-Kelch (siehe Bild) zusammengeschweißt.

Die Informationen, die die Laserführung und die Menge des Pulvers steuern, können über beliebig große Entfernungen – ähnlich wie beim Fax – geschickt werden. Dadurch ergeben sich fantastische Anwendungen, die Dank des Einsatzes von ARCiNA, der amerikanischen Tochter-Organisation des "Austrian Research Centers" in Seibersdorf, bereits großes Interesse bei diversen Industrie-Firmen, bei der US-Army und sogar bei der NASA geweckt haben.

Die Laser-Sinter-Maschine von Stork: Ein Drucker für Dreidimensionales
Picture by Stork Austria/Markus Bohrer

Dr. Markus Bohrer, Entwicklungschef bei Stork in Kufstein: "Irgendwann wird es möglich sein, dringend benötigte Ersatzteile und Werkgegenstände an Bord der Raumstation ISS einfach ,auszudrucken' statt sie geld- und zeitaufwändig per Shuttle von der Erde zu schicken. Dazu bräuchte man nur eines unserer Geräte dort oben. Die nötigen ,Druckinformationen' kann man bei Bedarf von der Erde senden. Und das Metallpulver könnte man aus dem herumfliegenden Weltraumschrott als Rohstoff gewinnen." Markus Bohrer und der designierte Geschäftsführer Stefan Rückl von Stork Austria wurden bereits von der NASA in die USA zu Vorträgen vor fasziniertem Fachpublikum eingeladen.

Mittels Laser-Sintern können Flugzeug-Turbinenblätter günstig repariert werden
Picture by Stork Austria

Aber während die NASA-Ideen noch Zukunftsmusik sind, solange das derzeitige, etwa eine Million Euro teure Gerät noch 7 Tonnen wiegt und das Herstellen diverser Teile erst erprobt werden muss, ist bei Daimler Chrysler MTU in Deutschland bereits einer dieser "3D-Drucker" aus Tirol im Einsatz: Bis vor kurzem wurden dort abgenützte Turbinenblätter für Linienflugzeuge ausschließlich von Hand repariert. Eine Arbeit, die bei jeder Turbine nach rund 3000 Einsatzstunden (ein knappes Jahr Flugdauer) notwendig wird. Die bisherige Dauer dieser aus Sicherheitsgründen sehr heiklen Prozedur: 30 Minuten für jedes der etwa 160 Blätter einer Turbine. Mit dem Gerät aus Kufstein dauert diese Arbeit nur noch fünf Minuten pro Stück bei noch sicherer Qualität. 5000 Turbinenblätter bekamen auf diese Weise bereits neue Kanten und sind längst wieder im Airline-Einsatz. Ein gutes Geschäft, wenn man bedenkt, dass weltweit rund 70.000 Turbinen im Flugbetrieb verwendet werden.

Flugzeug-Turbinen von Hand zu reparieren ist ohne 3D-Drucker teuer
Picture by Airbus Industries

Schon weil das österreichische Forschungszentrum (ARC) mit ARCINA in der Pennstate University – einer Hochburg im Bereich Metallurgie – eine Art österreichische Wissenschafts-Botschaft eingerichtet hat, dürfte es den Tirolern gelingen, bald weitere Aufträge im Wirtschaftsmotor-Land Amerika zu gewinnen. Denn, obwohl weltweit inzwischen ein halbes Dutzend Teams fieberhaft an dieser schwierigen neuen Laser-Technik tüftelt, hat man in Kufstein die Nase vorn. Bereits jetzt wird mit Forschern der Universität in Pennsylvania in der Entwicklung zusammengearbeitet. Interessierte US-Firmen könnten die österreichische Technik auf diese Weise bald von ihren eigenen Landsleuten vorgeführt und empfohlen bekommen.


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© Eine Reportage von T. Micke (23-11-03) – Kontakt