Wie können unterschiedliche Werkstoffe kombiniert werden, sodass große, aber gleichzeitig leichte Komponenten und Strukturen für Raketentriebwerke, Schiffsmotoren und Wasserstofftanks gefertigt werden können? Diese Frage erarbeitet ein Konsortium aus Forschungsinstituten und Industrie, darunter auch das DLR-Institut für Raumfahrtantriebe, unter der Führung des Lehrstuhls für Werkstofftechnik der Additiven Fertigung der Technischen Universität München.
Das Projekt DISCO 2030 (combining DISsimilar materials into functional large-scale and lightweight COmponents and structures) ist Teil des Innovationsförderungsprogramms “Horizon Europe” der Europäischen Kommission. Ziel ist die Entwicklung und Demonstration zweier neuartiger hybrider Fertigungsverfahren bis zu dem Technologiereifegrad 6 für die Verbindung unterschiedlicher Metall-Metall und Metall-Polymer-Materialien, um leichte multifunktionale Komponenten mit komplexen Geometrien herstellen zu können. Diese sollen zukünftig in anspruchsvollen Umgebungen zum Einsatz kommen wie beispielsweise in Schiffsmotoren, Wasserstofftanks oder auch in Raketentriebwerken.
Ein industrieller Projektteilnehmer designt dafür 3D-gedruckte Raketenbrennkammern aus Multimaterialkomponenten. Dazu führen DLR-Forscherinnen und Forscher CFD-Analysen auf dem CARA Supercomputer des DLRs durch, um die Zusammenhänge von Druck, Temperatur, entstehenden Verlusten und Wirkungsgraden im Betrieb besser verstehen zu können. Diese Forschungsergebnisse fließen dann in Konstruktion und Fertigung einer Forschungsbrennkammer ein, die anschließend an dem Forschungs- und Technologieprüfstand P8 am DLR-Standort Lampoldshausen intensiv getestet wird. Im Fokus stehen dabei Versuche zur Zündung, zur Verbrennungsinstabilität, zur Kühlung der Raketenbrennkammer sowie zur Materialermüdung, um die Lebensdauer zu ermitteln. Für diese Aktivitäten stehen dem Institut rund 800.000 € im Rahmen des dreijährigen Projekts zur Verfügung.