Zu den seltensten Elementen in der Erdkruste gehört Rhenium, ein stabiles Element, das neben Wolfram den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle und den höchsten Siedepunkt aller stabilen Elemente hat. Es ist das viertdichteste Element. Seine Seltenheit und einzigartigen Eigenschaften machen es zu einem äußerst begehrten und teuren Rohstoff. Rhenium wird am häufigsten bei der Strahltriebwerk-Herstellung eingesetzt und ist für Raketen- und Flugkörperantriebssysteme sehr gefragt.
Gründe für die Entwicklung eines 3D-Druckverfahrens für Rhenium
Die Defense Advanced Research Projects Agency, kurz DARPA, ist eine F&E-Organisation der US-Bundesregierung, und hat laut einem Artikel auf LinkedIn das 3D-Druck-Unternehmen Elementum 3D mit einer Phase II Small Business Innovation Research (SBIR) beauftragt, um ein Verfahren für Additive Manufacturing für Rhenium-Anwendungen zu entwickeln. Das Metall hat sehr wertvolle Eigenschaften, die es im selben Moment aber sehr schwierig machen, diese mit herkömmlichen metallurgischen Techniken zu manipulieren. Der hohe Schmelzpunkt von Rhenium macht die Verarbeitung sehr teuer. Es könnte ziemlich anfällig für Kaltverfestigung sein. Das Metall könnte als Legierung verwendet werden, mit Wolfram oder Nickel. Die DARPA erhofft sich Lösungen, die Rhenium als Basis und nicht nur als Legierung verwenden.
Elementum 3D hat sich auf die Entwicklung von Metalllösungen für den AM-Sektor spezialisiert und konzentriert sich dabei auf den 3D-Druck mit Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Im aktuellen Phase-II-Vertrag von Elementum 3D mit DARPA wird die DARPA Elementum 3D einen Vertrag anbieten, sofern ihnen die Ergebnisse gefallen. Im Anschluss sollen Tests für den möglichen kommerziellen 3D-Druck von Rhenium folgen.
Zuschüsse im Rahmen des SBIR-Programms
Das SBIR-Programm bezuschusst jährlich Forschungs- und Entwicklungs-Projekte kleinerer Unternehmen mit rund 2,5 Mrd. USD. Circa 1 Mrd. USD davon werden vom Verteidigungsministerium ausgegeben. Die übrigen 1,5 Mrd. USD gehen an Institutionen wie das National Institute of Health (NIH) und das Landwirtschaftsministerium. Die SBIR-Phase-II-Zuschüsse belaufen sich auf „bis zu 1 Million US-Dollar für bis zu 2 Jahre“. Weisen Unternehmen nach, dass sie die Phase-I-Phasen mit Nicht-SBIR-Geldern abgeschlossen haben, dann erhalten sie Direct-to-Phase-II -Zuschüsse.
Das würde in diesem Fall bedeuten, dass Elementum 3D bereits vielversprechende Ergebnisse mit den frühesten Phasen ihrer Forschung am 3D-Druck von Rhenium dokumentiert hat. Es ist nicht die erste SBIR-Zuschuss, den Elementum 3D erhält. Mit dem NASA Marshall Space Flight Center arbeitet das Unternehmen an einem Phase-III-SBIR-Vertrag, um einen großformatigen additiven Fertigungsprozess für GRCop-42 zu entwickeln.
