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title: "Das ORNL nutzt den 3D-Druck zur Herstellung von Behältern für das PM-HIP-Verfahren bei großen Metallbauteilen"
url: https://www.voxelmatters.com/de/das-ornl-nutzt-den-3d-druck-zur-herstellung-von-behaeltern-fuer-das-pm-hip-verfahren-bei-grossen-metallbauteilen/
date: 2026-05-15
modified: 2026-05-15
lang: de
author: "Joseph Caron-Dawe"
description: "Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums haben ein Verfahren entwickelt, bei dem mithilfe der additiven Fertigung maßgeschneiderte Behälter für das Heißisostatische Pressen in der Pulvermetallurgie (PM-HIP) hergestellt..."
categories:
  - "Additive Fertigung von Metallen"
  - "AM für Energie"
  - "Kernenergie"
  - "Unkategorisiert"
tags:
  - "future"
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word_count: 410
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# Das ORNL nutzt den 3D-Druck zur Herstellung von Behältern für das PM-HIP-Verfahren bei großen Metallbauteilen

[Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums](https://www.voxelmatters.directory/company/oak-ridge-national-laboratory/) haben ein Verfahren entwickelt, bei dem mithilfe der additiven Fertigung maßgeschneiderte Behälter für das Heißisostatische Pressen in der Pulvermetallurgie (PM-HIP) hergestellt werden.

Behälter, die mittels PM-HIP hergestellt werden – einem Verfahren, bei dem Metallpulver zu vollverdichteten Bauteilen wie Turbinenkomponenten und Druckbehältern verfestigt wird –, werden üblicherweise durch Metallumformung, Zerspanung und Schweißen gefertigt. Diese mehrstufige Abfolge kann jedoch zu Fehlern führen, die Kosten erhöhen und die Flexibilität bei der Konstruktion einschränken.

[Das ORNL-Team](https://www.voxelmatters.com/de/ornl-gewinnt-den-sme-preis-2026-fuer-3d-gedruckte-praezisionsformen-fuer-kernreaktoren/) ersetzte diesen Prozess durch 3D-Druck, wodurch komplexe Behältergeometrien stattdessen an die Geometrie des Endteils angepasst werden konnten. Der Ansatz reduziert zudem Materialabfall und verkürzt die Produktionszeit, da die Teile bereits vor Beginn der Bearbeitung näher an ihre endgültige Form herangeführt werden.

Das ORNL-Team setzte verschiedene AM-Verfahren ein, darunter laser- und drahtbasierte Techniken. Nach Angaben des Teams war der Einsatz von AM bei der Herstellung von HIP-Behältern bislang noch nicht untersucht worden.

Nach dem Druck wird der Behälter mit Metallpulver befüllt, vakuumversiegelt und in eine heißisostatische Presse gegeben, wo Hitze und Druck das Pulver zu einem festen Bauteil mit minimalen inneren Fehlern verdichten.

„Diese Arbeit legt den Grundstein für einen transformativen Wandel in der PM-HIP-Landschaft für großformatige Bauteile“, erklärte Pavan Ajjarapu, Forscher am ORNL. „Indem wir die Stärken sowohl der additiven Fertigung als auch des heißisostatischen Pressens nutzen, ebnen wir den Weg für größere Gestaltungsfreiheit und erweiterte Anwendungsmöglichkeiten in Wasserkraftwerken und Kernreaktoren der nächsten Generation.“

[![ORNL uses 3D printing to fabricate canisters for PM-HIP of large metal components](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2026/05/ORNL-3D-printed-PM-HIP-02-640x400.jpg)](https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2026/05/ORNL-3D-printed-PM-HIP-02.jpg)

## Vorteile in der Lieferkette und bei der Datenverarbeitung

Die Methode hat auch Auswirkungen auf die heimischen Fertigungskapazitäten. „Dieser Ansatz bietet eine Alternative zu Guss- und Schmiedeverfahren“, sagte Soumya Nag vom ORNL. „Er könnte zudem dazu beitragen, die US-amerikanische Fertigungsindustrie und die nationale Sicherheit zu stärken, indem er Engpässe in der Lieferkette abbaut.“

Parallel dazu entwickelte der Forscher Subrato Sarkar maßgeschneiderte Simulationen, um vorherzusagen, [wie sich Bauteile unter Hitze und Druck während der Verarbeitung verziehen oder verformen könnten](https://www.voxelmatters.com/vcsel-heating-reduce-thermal-stress/). „Ein tieferes Verständnis der Funktionsweise des PM-HIP-Verfahrens kann dazu beitragen, Unsicherheiten im Zusammenhang mit diesen Vorhersagen zu beseitigen“, erklärte Sarkar.

Jason Mayeur vom ORNL beschrieb eine zusätzliche Berechnungsebene: „Wir haben die Effektivität der PM-HIP-Technologie weiter verbessert, indem wir ein mechanikbasiertes Berechnungsmodell einsetzten, um Entwicklungskosten und Vorlaufzeiten durch den Verzicht auf Trial-and-Error-Ansätze zu reduzieren.“

Die Forschung baut auf einem Projekt aus dem Jahr 2024 in der Manufacturing Demonstration Facility (MDF) des ORNL auf, in dem Forscher einen 2.000-Pfund-Prototypen eines Laufradgehäuses für Wasserkraftwerke vom ersten Entwurf bis zum fertigen Bauteil in nur zwei Tagen herstellten.