Forum Innovation AM So hilft die additive Fertigung der Energie- und Verkehrswende

Wie der 3D-Druck zu einer beschleunigten Energie- und Verkehrswende beitragen kann, ist ein Thema des Forums Innovationen in AM am 16. Mai 2024 auf der Rapid.Tech 3D.

Die Initiatoren und Beteiligten am Forum Innovationen in AM (Additive Manufacturing) spannen, wie die Messe Erfurt sagt, den Bogen von der Brennstoffzelle über die Gasturbine bis hin zum Fusionsreaktor. „Wir zeigen dabei anhand von Industrieanwendungen, wie bereits mit Schulprojekten zum 3D-Druck Interesse für diese Themen geweckt wird“, kommentiert Dr. Eric Klemp, Leitung Wasserstoff und Additive Manufacturing bei der Whitecell Eisenhuth GmbH & Co. KG. Das Mitglied des Rapid.Tech-3D-Fachbeirates verantwortet die Ausrichtung des Themenblocks Energie und Wasserstoff. Für saubere Transportsysteme gewinnen mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen-Fahrzeuge an Bedeutung, heißt es weiter. Und wesentliche Elemente für die Funktion eines Brennstoffzellen-Stacks sind die Bipolarplatten. Whitecell besitzt dafür bereits umfangreiche Erfahrungen auf diesem Feld. Das Unternehmen nutzt zum Beispiel den 3D-Druck für die Herstellung von Bipolarplatten aus Graphit. Das geschieht über ein spezielles Siebdruckverfahren, welches diese Platten schnell und individuell fertigen kann. Und Dr. Martin Hintermann, CEO der Whitecell Power AG aus der Schweiz, stellt in seinem Vortrag Verfahren und Anwendungen vor, die beitragen, den „grünen“ Kilometer auf die Straße zu bringen.

Die Brennstoffzellenfertigung wird jetzt quasi für jeden möglich ...

Einen Einstieg in 3D-Druck- und Energietechnologien für jedermann bietet das „Open Fuel Cell“-Projekt des Zentrums für Brennstoffzellentechnik Duisburg. Livia C. Wiedau, Leiterin 3D-Fab-Lab an der Universität Duisburg-Essen, berichtet deshalb, wie Schülern am praktischen Beispiel Wissen zu additiver und subtraktiver (materialentfernender) Fertigung vermittelt wird. Sie erhalten Anleitungen und Ausrüstungen, um einfache Brennstoffzellen zur Stromerzeugung aus Wasserstoff selbst herzustellen, wie es dazu heißt. Der „Open Source“-Bauplan könne von allen Interessierten genutzt werden.

Siemens stellt Gasturbinenportfolio auf Wasserstoff um

Um saubere Stromerzeugung im Großmaßstab geht es im Vortrag von Dr. Sebastian Piegert. Er ist Abteilungsleiter bei Siemens Energy Gas Services. Bis 2030 will Siemens Energy nämlich sein Gasturbinenportfolio mit 100 Prozent Wasserstoff betreiben. Das erfordere eine umfassende Neuausrichtung der Verbrennungssysteme. Der Schlüssel für deren Herstellung ist das additive Verfahren namens Laserstrahlschmelzen. Es ermöglicht die Erstellung komplexer Kühlstrukturen und Kraftstoffführungen, die mit herkömmlichen Fertigungstechniken nicht darstellbar sind – ein grundsätzlicher Vorteil additiver Fertigungsverfahren.

Auch dichtes Wolfram kann man per 3D-Druck verarbeiten

Fusionsenergie wird als potenzielle Antwort auf die Fragen der Energieprobleme der Welt gesehen. Doch die Fusionsreaktion läuft unter extrem hohen Temperaturen und intensiver Strahlung ab. Das stellt hohe Anforderungen an die im Fusionsreaktor verwendeten Materialien. Insbesondere für die Komponenten, die mit dem Plasma konfrontiert sind, ist das ein echtes Problem. Reines Wolfram gilt aber derzeit als der dafür geeignetste Werkstoff, der das aushalten kann. Das Metall ist jedoch schwer zu verarbeiten, was Anwendungsbereiche und Herstellungsmethoden bisher eingeschränkt hat. Freemelt ist es aber gelungen, mittels Elektronenstrahl-Pulverbettfusion dichte Wolframteile sogar mit hoher Geschwindigkeit zu drucken. Dr. Ulric Ljungblad, CIO des schwedischen Unternehmens, wird das Verfahren vorstellen.

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