3D-Druck

Additive Manufacturing: 3D-Druck de luxe?

| Autor / Redakteur: Nikolaus Fecht / Susanne Reinshagen

Kennzeichen 3D: Im Laserschmelzverfahren lassen sich Bauteile aus Metall (hier das Modell eines Planetengetriebes) fertigen, die aufgrund ihrer komplexen Geometrien mit konventionellen Verfahren kaum oder nicht herstellbar wären.
Bildergalerie: 1 Bild
Kennzeichen 3D: Im Laserschmelzverfahren lassen sich Bauteile aus Metall (hier das Modell eines Planetengetriebes) fertigen, die aufgrund ihrer komplexen Geometrien mit konventionellen Verfahren kaum oder nicht herstellbar wären. (Bild: Audi)

Während in den Medien das Hype-Thema 3D-Printing für jedermann kursiert, setzen Aachener Forscher auf Laser Additive Manufacturing (LAM). Doch was bringt die Technologie der Industrie, ist es mehr als nur 3D-Druck de luxe?

Am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen entstanden zwei bereits in der Praxis langjährige bewährte LAM-Verfahren zum endkonturennahen Reparieren beziehungsweise Fertigen von Metallbauteilen: das Laserstrahl-Auftragsschweissen (LMD: Laser Material Deposition) und das selektive Laserschmelzen (SLM: Selective Laser Melting). Doch der Schub nach vorne kommt erst mit schnelleren Verfahren. So hat das Fraunhofer-ILT die Aufbauraten beim SLM seit 2003 von 1 auf 20 mm3/s erhöht.

Nötig ist massgeschneidertes Pulver

Die Experten aus Aachen optimieren aber auch die Prozesse. «Man sollte die Aufbaurate individuell anpassen», erklärt Adj. Prof. Dr. Ingomar Kelbassa vom ILT. «Nachdem die Aussenkontur mit hoher Genauigkeit langsam aufgebaut wurde, lässt sich der grobe Kern sehr schnell schichtweise erzeugen.» Ein Beispiel ist ein Bauteil aus Edelstahl, dessen Kontur mit 50 µm dicken Schichten (Laserleistung: 350 W; Strahldurchmesser: 200 µm) und dessen Kern mit 200 µm Schichten (1000 W/1000 µm) entstand. Um derartige Herstellprozesse weiter zu beschleunigen, arbeiten die Aachener mittlerweile in Sachen SLM sogar mit noch grösserer Laserleistung.

Probleme gäbe es noch bei den Rohmaterialien, den Metallpulvern: Sorge bereitet Kelbassa beispielsweise der zum Teil sehr hohe Anteil von Reststickstoff in den Legierungen. «Der hohe Stickstoffanteil in Nickelbasis-Legierungen wie beispielsweise Inconel 718 führt zu Bildung von Titannitriden, die Mikrorisse in der Werkstoff-Matrix induzieren», nennt der Experte die Folgen. «Das Problem besteht darin, dass viele Metallpulver bereits vor Jahrzehnten für thermische Spritzverfahren entwickelt wurden. Doch es gibt bisher keine für LAM massgeschneiderten Pulver.» Ausserdem vermisst der Wissenschaftler auch die entsprechende Software. Kelbassa: «Leider gibt es bisher für die Process-Guys wie uns keine CAD-Software und Simulationstools für echtes, dreidimensionales Multimaterial-Design noch für filigrane Geometrien wie dünnwandige Gitterstrukturen.»

Ergänzendes zum Thema
 
ACAM: Netzwerk für Laser Additive Manufacturing

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 43756195 / Fertigung & Produktion)