Heraeus präsentiert auf der Automate 2019 in Chicago ein Zahnrad, das per 3D-Druck gefertigt wurde, als Weltrekord im Bereich der amorphen Metalle. Das Bauteil wurde in einer Standard-SLM-Anlage mit Material des Unternehmens gedruckt. Mit der Weltpremiere bricht Heraeus die bisherigen Grenzen im 3D-Druck und eröffnet neue Möglichkeiten im Design für unterschiedlichste Industriebereiche: von Automatisierungslösungen und Robotik über Luftfahrt, Medizintechnik bis hin zur Automobilindustrie.
Das Weltrekord-Zahnrad aus dem 3D-Drucker
Das von Heraeus 3D-gedruckte Zahnrad bringt Zwei Kilogramm auf die Waage. Bisher waren aufgrund der erforderlichen hohen Abkühlraten von meist über 1.000 K/s nur kleine Teile aus amorphen Metallen herstellbar. 50 % Material- und Gewichtseinsparung erreichen die Material- und Prozessexperten dadurch, dass sie bei der Entwicklung des amorphen Zahnrads gleichzeitig seine Topologie optimiert haben. Das Unternehmen hat jetzt die bestehenden Grenzen der Technik hinsichtlich Größe und Komplexität neu definiert und bietet damit neue Designmöglichkeiten, beispielsweise in der Automatisierungsbranche und in der Robotik. Den Weltrekord realisierte Heraeus mit einem handelsüblichen Laserschmelzdrucker.
Amorphe Metalle erlauben vollkommen neue Designmöglichkeiten und Anwendungen
Amorphe Metalle weisen eine ungeordnete, nicht kristalline Struktur auf, anders als reine Metalle und klassische Legierungen. Sie vereinen Eigenschaften in einem Material, die sich üblicherweise ausschließen: extreme Härte und Druckfestigkeit bei gleichermaßen hoher Elastizität. Sie verfügen über gute Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und eine hohe Streckgrenze in Kombination mit der Elastizität von Polymeren aus. Zudem besitzen sie weichmagnetische Eigenschaften und sind deshalb leicht zu magnetisieren und entmagnetisieren. Mit dieser Kombination von Eigenschaften sind amorphe Metalle Stahl, Titan und vielen anderen Werkstoffen überlegen.
3D-Druck ermöglicht weniger Gewicht durch präzise Fertigung
Die schichtweise Herstellung mit Spezialwerkstoffen von Heraeus senkt den Materialverbrauch und hilft so, Gewicht und Kosten zu sparen. 3D-Druck verringert zudem den gesamten Produktionsaufwand: Komplexe Bauteile benötigen mit konventionellen Methoden zahlreiche Arbeits- und Fertigungsschritte. Mehrere Einzelteile müssen produziert und anschließend zusammengefügt werden. 3D-Drucker erledigen dies in einem einzigen Vorgang. Nach dem Aufbau im Drucker sind auch bewegliche Teile sofort einsatzbereit und voll funktionsfähig.
