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3D-Druck

Komplexe Hartmetallwerkzeuge aus dem 3D-Drucker

| Redakteur: Dorothee Quitter

Forschern am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden ist die Fertigung von komplexen Hartmetallwerkzeugen mittels 3D-Druck-Verfahren gelungen, deren Qualität konventionell hergestellten Hochleistungswerkzeugen in nichts nachsteht.

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Drahtziehdüse mit integriertem Kühlkanal im Rohzustand nach dem Sintern: Am Fraunhofer IKTS in Dresden werden nach Kundenanforderung über das 3D-Binder-Jetting Hartmetallbauteile entwickelt.
Drahtziehdüse mit integriertem Kühlkanal im Rohzustand nach dem Sintern: Am Fraunhofer IKTS in Dresden werden nach Kundenanforderung über das 3D-Binder-Jetting Hartmetallbauteile entwickelt.
(Bild: Fraunhofer IKTS)

Bei dem dabei verwendeten Binder-Jetting-Verfahren werden die Ausgangspulver bzw. -granulate mittels einem über einen Druckkopf aufgebrachten organischen Binder lokal benetzt und gebunden. Die Herausforderung dabei war, hundertprozentig dichte Bauteile zu erhalten, die ein perfektes Hartmetallgefüge und gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Hartmetalle bestehen aus einem keramischen Hartstoff, wie z. B. Wolframcarbid und einer zähen Bindermatrix aus Kobalt und Nickel oder Eisen. Durch die gezielte Variation der Bindermatrix werden Biegebruchfestigkeit, -zähigkeit und Härte individuell eingestellt – je geringer der Binderanteil im Hartmetall, desto härter das Bauteil. Die am Fraunhofer IKTS gefertigten Prototypen haben einen Bindergehalt von zwölf bzw. siebzehn Masseprozent und zeigen ein der konventionellen Herstellungsroute vergleichbares Gefüge. Durch den Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von komplexen Grünkörpern und dem anschließenden Sintern unter herkömmlichen Sinterbedingungen werdenBauteile mit einem typischen Hartmetallgefüge bei hundertprozentiger Dichte erreicht. (qui)

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