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Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite-
und Verarbeitungstechnik, Augsburg, Deutschland
Wolfram, das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt, wird derzeit als unmittelbar
plasmabelastetes Material für Wandkomponenten in Fusionsanlagen favorisiert. Dies
ist vor allen Dingen durch die Widerstandsfähigkeit und Erosionsbeständigkeit dieses
Metalls gegen aufprallende schnelle Plasmateilchen bedingt. Wolfram ist jedoch auch ein sehr
hartes und intrinsisch sprödes Metall. Deshalb ist es verhältnismäßig schwierig, Bauteile aus
Wolfram herzustellen und zu bearbeiten. Mit diesem Umstand gehen außerdem auch konstruktive
Einschränkungen bei der Gestaltung von Wolframbauteilen einher. Neuartige Verfahren
der additiven Fertigung („3D-Druck“) von Metallen eröffnen hier gänzlich neue Möglichkeiten
der Gestaltungsfreiheit. In Anbetracht dieser Tatsache birgt die additive Fertigung von Wolfram
erhebliches Potential, nicht nur für die Fusionstechnologie, sondern auch hinsichtlich zahlreicher
Anwendungen, die von den herausragenden Eigenschaften des Refraktärmetalls Wolfram profitieren
könnten – oder dadurch erst möglich werden.
Das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) hat für das
IPP geeignete Herstellungsparameter für das selektive Laserstrahlschmelzen von Wolfram auf
verschiedenen Laserstrahlschmelzanlagen erarbeitet. Es investierte in spezielle Anlagentechnik,
mit der hohe Vorheiztemperaturen realisiert und damit zur Sprödigkeit neigende Metalle, wie z.B.
Wolfram, mit hoher Materialqualität „gedruckt“ werden können. Darüber hinaus wurde die Herstellung
komplexer Wolframstrukturen demonstriert, wie etwa filigrane Gitterstrukturen, die für
spezielle plasmabelastete Komponenten in Fusionsanlagen von Interesse sind.
Additiv gefertigte Gitterstrukturen aus Wolfram
Foto: IPP, Volker Rohde Foto: IPP, Alexander v. Müller