Materialforschung

Ein Pulverbaukasten erweitert die Materialvielfalt für den 3D-Druck

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Neuartige Werkzeug- und Duplexstähle für den 3D-Druck

Als erste konkrete Anwendung innerhalb des Projekts galt es maßgeschneiderte, korrosionsbeständige Edelstähle für gezielt eingestellte Eigenschaftsprofile durch Legieren herzustellen, wie die Forscher weiter ausführen. Während der Entwicklungsarbeiten wurden die Einflussfaktoren, die eine gute korrosionsbeständige Legierungsbildung begünstigen, identifiziert und die Güte der Legierung anwendungsorientiert geprüft. Es konnte gezeigt werden, dass die im LPBF-Prozess legierten korrosionsbeständigen Werkzeug- und Duplexstähle resistenter sind als das jeweilige Basispulver. Auch die gewünschten Zieleigenschaften konnten erreicht werden.

Ein weiterer Vorteil folgt aus der Möglichkeit, das Metallgefüge mithilfe von angepassten Laserparametern einzustellen. Ein Beispiel dafür sind die unterschiedlich großen Karbidpartikel in der Struktur der Werkzeugstähle. Je nach Einsatzgebiet werden nämlich verschiedene Größen benötigt. Mit dem entwickelten Pulverbaukasten lassen sich diese gezielt und relativ einfach variieren sowie zu homogenen Bauteilen verarbeiten. Die nächsten Entwicklungsschritte sind die automatisierte Berechnung und Einstellung der Pulvermischung für die spezifische Produktentwicklung.

Eine gute Chance, gegen Lieferengpässe gewappnet zu sein

Von dem Forschungsvorhaben profitierten insbesondere Unternehmen, die hoch flexibel sein müssen und verschiedene Kunden mit unterschiedlichen Anforderungsprofilen zu beliefern haben. Dazu zählen die Forscher insbesondere Produktionsdienstleister, die meist zu den kleinen und mittelständischen Unternehmen gehören. Die Produktion von Metallpulvern dauert im Normalfall vier Wochen, merken die Bremer an. Möchte ein Fertigungsdienstleister verschiedene Materialien mit geringen Mengen abdecken, wachsen die Wartezeiten aber enorm. Sind die Grundmaterialien einmal beschafft, können durch den LPBF-Pulverbaukasten die gewünschten Materialeigenschaften eingestellt und die Produktion nicht zuletzt auch bei potenziellen Lieferengpässen sichergestellt werden.

Die vorgestellten Arbeiten wurden im IGF-Vorhaben 20933 N der Forschungsgesellschaft Stahlverformung e.V. über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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