Forscher haben einen pulverbasierten Material-Baukasten für den 3D-Druck entwickelt. Sie wollen damit den 3D-Druck revolutionieren.
Das pulverbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ist das wohl bekannteste Verfahren im 3D-Druck und hat großes Potenzial für die industrielle Anwendung. Wie aber kann die limitierte Werkstoffpalette für dieses Verfahren umgangen und das Marktpotenzial weiter ausgebaut werden?
Dieser Frage gingen Forscher der RWTH Aachen und das Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) nach. Mit Hilfe eines Pulverbaukastens gelingt es ihnen, mit einer kleinen Auswahl an Metallpulvern viele unterschiedliche Materialeigenschaften abzudecken. Der Nutzer kann die Legierungen flexibel einstellen kann.
Damit könnten Sie nun auch auf der Materialseite erreichen, was bei der gestalterischen Freiheit im 3D-Druck längst selbstverständlich ist. „Die Forschung an Werkstoffen für die additive Fertigung steht noch am Anfang“, sagt Michael Norda vom Fraunhofer IFAM. „Bisher werden weitgehend Werkstoffe verarbeitet, die von den Anlagenherstellern für ihre Prozesse qualifiziert wurden, um die verschiedenen Additive Manufacturing-Prozesse in der Industrie zu etablieren.“ Doch diese Werkstoffpalette ist recht überschaubar. Darum arbeiten die Forscher nun an mehr Vielfalt.
Im 3D-Druck beschränkt sich die Auswahl über alle metallischen Werkstoffe auf weniger als 30 Materialien. Zu wenig, um alle Anforderungen abzudecken.
Mit ihrem Pulverbaukasten wollen die Forscher nun einen großen Schritt tun. Er enthält unter anderem Eisenpulver mit und ohne Kohlenstoff, Chrom, Nickel, Molybdän und Titancarbid. Zu den häufig geforderten Materialeigenschaften zählen Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Härte und Wärmeleitfähigkeit. Tests hätten gezeigt, dass die Metalle nach Rezept resistenter sind als das jeweilige Basispulver und sie ihre gewünschten Zieleigenschaften erreicht haben.
Von dem Forschungsvorhaben profitieren insbesondere Unternehmen, die hoch flexibel sein müssen und verschiedene Kunden mit unterschiedlichen Anforderungsprofilen beliefern. Dazu zählen insbesondere Produktionsdienstleister, die meist zu den kleinen und mittelständischen Unternehmen gehören. Die Produktion von Metallpulvern dauert im Normalfall vier Wochen. Möchte ein Produzent verschiedene Materialien mit geringen Mengen abdecken, wachsen die Wartezeiten enorm. Sind die Grundmaterialien einmal beschafft, können mit dem Pulverbaukasten gewünschte Materialeigenschaften eingestellt und selbst produziert werden.
Mehr Informationen zum Projekt gibt es beim Fraunhofer IFAM oder der RWTH Aachen.
