Basistechnologien für die Fusion – Modul A

AM-SHIELD

Advanced Material Structures for Hybrid-Manufacturing of Irradiation-Endurable Components for Long-term Duration for Continuous Operation

Motivation

Das Verbundprojekt zielt darauf ab, die maschinenbauliche Auslegung für die Umsetzung in der Kernfusionstechnik entscheidend weiterzuentwickeln. Im Fokus stehen plasma-nahe Bauteile, die extremen thermischen, mechanischen und Strahlungsbelastungen ausgesetzt sind und deren Langzeitresilienz bislang schwer abschätzbar ist. Die im Reaktor erzeugte Wärme muss mittels eines Kühlmittels über das Blanket effizient nach außen abgeführt werden. Damit ist dieses Bauteil prädestiniert für eine Topologieoptimierung, wie sie nur durch die Möglichkeiten der additiv-hybriden Fertigung realisierbar ist. Die hier adressierten hybriden Fertigungstechnologien erlauben zudem die Umsetzung neuer Werkstoffkonzepte, die insbesondere auf hohe Bestrahlungsresistenz abzielen.

Ziele und Vorgehen

Das Projekt verfolgt zwei übergeordnete Zielstellungen: Erstens, die Entwicklung hybrider additiv/subtraktiver Fertigungsstrategien und entsprechender Maschinen- und Anlagentechnik zur Herstellung komplexer, großvolumiger Bauteile aus Eurofer97 unter Ermöglichung höchster Gestaltungsfreiheitsgrade und Funktionsintegration bei gleichzeitiger wirtschaftlicher Fertigung und Skalierung. Zweitens, die Erarbeitung von Workflows und die Etablierung von Methoden für die zeitsparende Identifikation und Entwicklung neuer bestrahlungsresistenter Werkstoffe mit der Ionenbestrahlung als zentrales Werkzeug.

Innovation und Perspektiven

Im Projekt werden erstmals die grundlegenden Aspekte der beschleunigten Entwicklung von Strukturmaterialien für Fusionskraftwerke mit den anwendungsorientierten Fragestellungen der industrietauglichen hybriden additiven und subtraktiven Verarbeitung dieser strahlenresistenten Materialien verknüpft. Die im Rahmen des Vorhabens entwickelten Fertigungsrouten, die Werkstoffe als auch die Workflows für ein zukünftiges Materialscreening eignen sich zusätzlich zur Anwendung in der Kernfusion für weitere spezialisierte Nutzungen in der Energietechnik, u.a. für zukünftige Spaltreaktorkonzepte der Generation IV. Von einer breiten und früheren Anwendung außerhalb der Fusions- und Kerntechnik wird aufgrund der guten Verallgemeinerbarkeit der anvisierten Entwicklungen und Technologien ausgegangen.

Presseaktivitäten der Verbundpartner

●

IWS: Kickoff Bericht, veröffentlicht auf LinkedIn

PROJEKTDETAILS

Projektlaufzeit: 01.12.2025 - 30.11.2028
Projektvolumen: 5,6 Mio. Euro (zu 86,5 % durch das BMFTR gefördert)

PROJEKTKOORDINATION

Dr. Clemens Kuhn
ALOtec Dresden GmbH
Zum Wiesengrund 2
01723 Kesselsdorf

✉ clemens.kuhn@alotec.de

PROJEKTPARTNER

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS)
Dresden

Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf e.V. - Institut für Ressourcenökologie
Dresden

Leibnitz-Institut für Werkstofforientierte Technologien (IWT)
Bremen

m4p material solutions GmbH
Magdeburg

Laserline Gesellschaft für Entwicklung und Vertrieb von Diodenlasern mbH
Mülheim-Kärlich

ALOtec Dresden GmbH
Kesselsdorf

MIKROMAT GmbH
Dresden