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Vom Pulver zum gedruckten Bauteil

Den Potenzialen und Herausforderungen des 3D-Drucks mit Metall hat sich die Modellfabrik 3D-Druck in Kooperation mit dem ifw Jena gewidmet.

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Die additive Herstellung metallischer Bauteile gewinnt zunehmend an Bedeutung. Das zeigen aktuelle Veröffentlichungen von Umsatzzahlen, zu konkreten industriellen Anwendungen und schließlich die Markteinführung zahlreicher neuer 3D-Drucker.

Vortrag über Laserstrahlschmelzen
Zu Beginn der Veranstaltung stellte Dr. Simon Jahn, Geschäftsführer des ifw Jena, das Verfahren des 3D-Drucks im Pulverbett vor, das so genannte selektive Laserstrahlschmelzen (SLM). Mit Hilfe eines Lasers wird schichtweise Metallpulver verschmolzen. Das Schichtbauprinzip ermöglicht die Herstellung komplexer geometrischer Bauteile, ist aber auch mit einigen Herausforderungen verbunden. Dazu zählen verfahrensseitig insbesondere Maßabweichungen, die durch eine Schrumpfung nach dem Abkühlen der Bauteile entstehen und das aufwendige Entfernen der Stützstrukturen. Nach wie vor sind auch Drucktechnik und Material preisintensiv, so dass eine wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen von Fall zu Fall bewertet werden muss.

Laserauftragsschweißen
Das Laserauftragsschweißen (LMD – Laser metal deposition) als ein weiteres 3D-Druck-Verfahren mit Metallpulver erläuterten Tristan Drawert und Michael Güpner von der Modellfabrik 3D-Druck. Im Unterschied zu den pulverbettbasierten Verfahren wird beim LMD-Verfahren das Pulver mit einem Laserbearbeitungskopf dem Bauteil zugeführt bzw. an der Bauteiloberfläche partiell aufgeschmolzen. Im Mittelpunkt stand dabei der Einsatz als Reparaturverfahren. Es ermöglicht zum Beispiel die Reparatur von hochwertigen Werkzeugen wie Schneidmessern. Die beschädigten Bereiche des Messers werden dabei zunächst abgetragen. Anschließend erfolgt der schichtweise Neuaufbau. Dazu wird Metall in Pulverform mit Hilfe eines Lasers aufgeschmolzen. Es entsteht eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Werkzeugmaterial. Dieser Prozess funktioniert materialunabhängig. So ist es möglich, ganz unterschiedliche Materialien zu verarbeiten.

Abschluss
Im Anschluss an die Vorträge hatten die Teilnehmer die Gelegenheit, bei einem Rundgang durch die Labore der Modellfabrik 3D-Druck und des ifw Jena die Verfahren live zu sehen. Positives Feedback gab es vor allem für die Möglichkeit, individuelle Fragen zu diskutieren.

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