Alternative Pulver für die additive Fertigung von Stählen entwickelt

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Demonstratorbauteil aus Eisenpulver, gefertigt durch Selektives Elektronenstrahlschmelzen (Design aus Agent-3D) (Foto: © Fraunhofer IFAM Dresden)

Am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden wurde erfolgreich ein neuartiges Eisenpulver verarbeitet und getestet, womit den Angaben nach eine der Kostenfragen bei der additiven Fertigung beantwortet und neue Möglichkeiten erschlossen werden.

Bisher werden für die additive Fertigung in den pulverbettbasierten Verfahren Selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) und Selektives Laserschmelzen (SLM) ausschließlich sphärische Pulver verwendet, die durch Inertgasverdüsung hergestellt werden. Dadurch liegen die Preise bedingt sehr hoch. Mit der neu erprobten Herstellungsmethode können Preise für Eisenpulver erzielt werden, die nur etwa zehn Prozent der aktuellen Kosten betragen. Auch für andere Werkstoffe existieren preiswerte Alternativen, so zum Beispiel HDH-Titanpulver.

Formstabile Bauteile

Das Fraunhofer IFAM in Dresden hat nun mit einer Machbarkeitsstudie zur Verarbeitung durch SEBM gezeigt, dass mit diesem Eisenpulver formstabile Bauteile gefertigt werden können. Trotz der unregelmäßigeren Partikelform und der zu erwartenden schlechteren Fließfähigkeit im Vergleich zu gasverdüsten Pulvern sei dieses Eisenpulver damit eine echte Low-Cost-Alternative. Weiterhin sei damit wiederholt nachgewiesen worden, „dass das SEBM-Verfahren in Bezug auf Variationen der Fließfähigkeit des Pulvers eine sehr robuste Technologie ist“.

Auch die Zugabe von verschiedenen Pulvermischungen und damit die Prozessierung verschiedener Legierungen seien erfolgreich erprobt worden. Derzeit laufen detaillierte Untersuchungen zum jeweiligen Legierungsverhalten. Somit habe das Fraunhofer IFAM Dresden nicht nur eine preiswerte Alternative für die additive Fertigung von Stählen geschaffen, die analog auch für andere Materialien denkbar ist. Auch steige die Werkstoffflexibilität, und eine größere Werkstoffpalette werde ökonomisch machbar.

Passgenaue Lösungen aus einer Hand

Das Fraunhofer IFAM Dresden bietet Partnern aus Industrie und Forschung vielfältige Entwicklungsleistungen vom Pulver bis zum Bauteil, zum Beispiel in Form von Machbarkeitsstudien, der Bewertung von Pulvern für die additive Fertigung und der Qualifizierung neuer Werkstoffe. Weiterhin ist die Bauteilentwicklung, beginnend beim Pulver und weiterführend über die Konstruktion (z. B. Topologieoptimierung zur Gewichtseinsparung und/oder Bauteilintegration) bis zur Herstellung und Nachbearbeitung, Bestandteil des Angebotes.

Im Innovation Center Additive Manufacturing (ICAM) hat das Institut seine Technologien im Bereich der Additiven Fertigung an einem Ort gebündelt und kann so passgenaue Lösungen für die unterschiedlichsten Fragestellungen aus einer Hand anbieten. Dem Kunden stehen die Verfahren Selektives Elektronenstrahlschmelzen, dreidimensionaler Siebdruck, Filamentdruck sowie dreidimensionaler Schablonendruck und Dispensdruck am Standort zur Auswahl.

Quelle: Fraunhofer IFAM Dresden

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