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Additve Fertigung

Kupferbauteile additiv fertigen

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Kupferbauteile mit der Technologie des Selektiven Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) haben Forscher am Fraunhofer IFAM erstmals so gefertigt. Mit dem Technologiedemonstrator Flow-Field XXL wird die hybride Fertigung mit reinem Kupfer dargestellt.

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Im Technologiedemonstrator „Flow-Field XXL“ ist die Hybride Fertigung mit reinem Kupfer über SEBM auf Edelstahl dargestellt.
Im Technologiedemonstrator „Flow-Field XXL“ ist die Hybride Fertigung mit reinem Kupfer über SEBM auf Edelstahl dargestellt.
(Bild: Fraunhofer IFAM)

Insgesamt wurden knapp 200 Pins mit einer Höhe von 20 mm in neun verschiedenen Designs gefertigt. Das Bauvolumen von ca. 150 cm³ wurde in 18 Stunden auf der Maschine Q20+ des schwedischen Herstellers Arcam EBM generiert.

Was ist Selektives Elektronenstrahlschmelzen?

Selektives Elektronenstrahlschmelzen ist ein pulverbasierter Prozess für die generative Fertigung dreidimensionaler Bauteile. Das Pulverbett wird schichtweise selektiv durch den Elektronenstrahl aufgeschmolzen. Für das Verfahren sind keine zusätzlichen Werkzeuge oder Formen notwendig und Designs sind nahezu frei umsetzbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass SEBM besonders rohstoffschonend ist.

Additive Manufacturing

Mit dem Selektiven Elektronenstrahlschmelzen entstehen vollständig dichte Strukturen, die dem Kupfer die notwendigen Leitfähigkeiten für den Einsatz als Wärmeübertrager geben. Um die Details im Design gut sichtbar zu machen, wurden die Pins mit Dicken von 6 bis 12 mm gefertigt. Technologisch sind jedoch wesentlich kleinere Strukturen mit bis zu 600 µm möglich, die das potenzielle Anwendungsspektrum der Kupferstrukturen noch deutlich erweitern.

Verschiedene Technologien für die Additive Fertigung unter einem Dach

Das Innovative Center Additive Manufacturing, kurz ICAM, wurde im März 2019 eingeweiht. Hier vereint das Dresdner Forschungsinstitut verschiedene Technologien für die Additive Fertigung in einer neu errichteten Technologiehalle, um zukünftig Partnern und Anwendern unter einem Dach vielfältige Möglichkeiten zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen demonstrieren zu können. Neben Selektivem Elektronenstrahlschmelzen stehen dem Kunden hier die Verfahren dreidimensionaler Siebdruck, Filamentdruck sowie dreidimensionaler Schablonendruck und Dispensdruck zur Verfügung.

Seminartipp

Das Seminar 3D-Druck in der direkten digitalen Fertigung vermittelt die Technik, Eignung und Voraussetzung des 3D-Drucks und gibt den Teilnehmern einen Überblick über die Entwicklungen, Möglichkeiten und Grenzen.

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