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Wenige Grundmaterialien führen zu vielen Materialeigenschaftskombinationen. Konzept des „LPBF-Pulverbaukastens“ für den 3D-Druck mittels Laserstrahl.
Foto: Fraunhofer IFAM
Wenige Grundmaterialien führen zu vielen Materialeigenschaftskombinationen. Konzept des „LPBF-Pulverbaukastens“ für den 3D-Druck mittels Laserstrahl.

News aus der Additiven Fertigung

Metall-3D-Druck und Arbeitsgruppen

Das Fraunhofer IFAM unterstützt bei der Legierungsmischung und IRPD stellt seinen neuen Metall-Drucker vor. Außerdem: MGA mit neuen Gruppen.

LPBF: Metallpulver selbst zusammenstellen

Wie kann die limitierte Werkstoffpalette im pulverbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ausgebaut werden? Dieser Frage gingen das IWM der RWTH Aachen und das Fraunhofer IFAM im Projekt „LPBF-Pulverbaukasten“ nach. Das Ergebnis: Mit dem „LPBF-Pulverbaukasten“ lässt sich die Werkstoffpalette spezifisch erweitern.

Das entwickelte Verfahren beinhaltet die Wahl der Legierungszusammensetzung ausgehend vom spezifischen Anforderungsprofil des Werkstoffs, die Festlegung der Pulverzusammensetzung mittels thermodynamischer Simulationsmethoden und die Pulveraufbereitung durch angepasste Misch- und Homogenisierungsverfahren. Anschließend werden die optimalen Prozessparameter bestimmt und der so erzeugte Werkstoff durch mikrostrukturelle Charakterisierung und Prüfung der mechanischen Eigenschaften qualifiziert. Ist das Pulver gemischt, entsteht die Legierung durch den anschließenden Laserstrahlschmelzprozess. Durch die Energie des Lasers schmelzen die Metallpulverpartikel auf und vermischen sich zur gewünschten Legierung. Am Ende des Prozesses steht das fertige Bauteil mit maßgeschneiderten Materialeigenschaften.

Das Projekt wurde durch die AIF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) geördert. Eine Fortsetzung des Projekts ist geplant.

LPBF: Baujobwechsel innerhalb von 15 min

Die AM-Tochter IRPD der United Grinding Group hat eine LPBF-Maschine (laser powederbed fusion, auch selektives Laserschmelzen, SLM) gebaut. Bei der Impact 4530 sind Bedienungs- und Beladebereich getrennt, Pulverbehäter und Bautplatte werden automatischem gewechselt. Ein Baujobwechsel soll innerhalb von 15 min möglich sein. Reinigung und Wartung der Anlage sollen durch ein durchdachtes Designs einfacher sein als an anderen LBPF-Maschinen.

Der 3D-Drucker ist mit zwei oder vier industriellen 1.000-W-Faserlasern ausgestattet. Der Druckvorgang wird von Sensoren und 3D-Scannern überwacht. Sie erfassen die Prozessemissionen aus dem Schmelzbereich. So sollen die Laser auch während langer Baujobs auf den µm genau ausrichtet bleiben. Der Bauraum der Impact 4530 ist 450 mm × 300 mm × 400 mm groß, der Strahldurchmesser der Laser liegt bei 90 bis 250 μm.

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Die Pulverbett-Maschine von IRPD soll einen höheren Automatisierungsgrad und eine besser Wiederholgenauigkeit bieten als bisherige Drucker.
Foto: United Grinding
Die Pulverbett-Maschine von IRPD soll einen höheren Automatisierungsgrad und eine besser Wiederholgenauigkeit bieten als bisherige Drucker.

Neue Fokusgruppen bei MGA Medical

Können und dürfen Materialien für medizinische Anwendungen recycelt werden und wenn ja, wie? Welche Standards sind dafür möglich und nötig? Welche Einschränkungen und Möglichkeiten ergeben sich daraus? Diesen Fragen widmet sich die Fokusgruppe „Analyses & Processing“ bei MGA (Mobility goes Additive). Beim ersten Projekt werden recycelte und re-used Materialien für spezifische Use Cases untersucht und getestet. Dafür werden noch Porjektteilnehmer gesucht. 

Bei der Gruppe „OT & Medtech“ geht es um Orthopädietechnik und Medizintechnik, beispielsweise Orthesen, Prothesen, Software und andere medizintechnische Anwendungsfälle, von der Entwicklung über die Herstellung bis hin zur Testung und Standardisierung.