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3D-Druck von amorphen Metallen

3D-LaserlithographieLöschbare Tinte für den 3D-Druck

Lasergeschriebene dreidimensionale Mikrostrukturen lassen sich nun schreiben, auflösen und neu schreiben. (Bild: KIT)

Im 3D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. 

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3D-Druck von amorphen BauteilenAmorphe Metalle werden jetzt erstmals 3D gedruckt

Durch eine neue Technologiepartnerschaft mit dem schwedischen Unternehmen Exmet erweitert der Technologiekonzern Heraeus sein Portfolio für 3D-gedruckte Metalle nun um die sehr begehrte Werkstoffgruppe der amorphen Metalle.

Heraeus entwickelt gemeinsam mit dem schwedischen Start-up Exmet den 3D-Druck von amorphen Bauteilen und erweitert dadurch sein Spektrum für Spezialwerkstoffe. (Quelle: Heraeus)

„Amorphe Metalle werden unsere Zukunft verändern. Sie weisen eine Vielzahl von bisher unvereinbaren Eigenschaften auf: Sie sind sehr fest und gleichzeitig formbar, dabei härter und korrosionsbeständiger als herkömmliche Metalle. Zusammen mit Exmet wollen wir diese neue Materialklasse für die Industrie und den 3D-Druck erschließen“, erläutert Tobias Caspari, Leiter 3D Printing bei Heraeus New Businesses.

Heraeus bringt sein umfangreiches Material Know-how ein, Exmet hat Expertise bei der Verarbeitung im 3D-Druck. „Gerade in der additiven Fertigung ist es ganz entscheidend, dass Material und Verarbeitungsprozess genau aufeinander abgestimmt sind, um höchste Konsistenz und Qualität sicherzustellen“, betont Tobias Caspari.

Amorphe Metalle sind für ungewöhnlich viele Hightech-Anwendungen geeignet. Sie sind energieabsorbierend, kratzfest und haben daneben auch noch sehr gute Federeigenschaften – interessant zum Beispiel für Membranen bei Einspritzdüsen, Gehäuse für Unterhaltungselektronik oder als Lautsprecherkalotten. „Der kommerzielle Erfolg von amorphen Metallen wird aufgrund ungeeigneter Fertigungsmethoden seit gut 50 Jahren regelrecht ausgebremst. Das wird sich jetzt ändern. Exmet freut sich auf die Zusammenarbeit mit Heraeus als kompetentem Partner mit einem weltweiten Netzwerk, um diese revolutionäre neue Technologie auf den Markt bringen zu können“, so Mattias Unosson, Mitbegründer und CEO von Exmet.

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Weitere Beiträge zu3D-DruckMaterialforschung

Material- und Prozess-Know-how sind entscheidend

Heraeus entwickelt anspruchsvolle Metallpulver und die zugehörigen Prozesse für die additive Fertigung. Ein Markt mit großem Potenzial, aber bei Weitem kein „Plug & Play“. Material- und Prozess-Know-how sind entscheidend, denn Metallpulver und Druckprozess müssen individuell auf das gewünschte Bauteil abgestimmt sein. Basierend auf seiner über 165-jährigen Erfahrung mit Metallen und deren Verarbeitung legt der Hanauer Technologiekonzerns dabei den Fokus auf die Fertigung von qualitativ hochwertigen, für den 3D-Druck angepassten Metallpulvern, die Erforschung neuer Sonderlegierungen, sowie auf die Entwicklung der Parameter zum Verarbeiten der Materialien. Dazu stehen Kunden Experten für Design und Prozesssimulation, mehrere Fertigungsanlagen sowie das Recycling von gebrauchtem Metallpulver zur Verfügung.

Additive Fertigung

Als additiv bezeichnet man Fertigungsprozesse, die durch schichtweisen Aufbau Lage für Lage Bauteile aus Metallen, Polymeren oder Sondermaterialien erzeugen. Die Nutzung additiver Verfahren wie das selektive Laserschmelzen zur Herstellung von Bauteilen aus amorphen Metalllegierungen eröffnet Anwendern neue Möglichkeiten nicht nur für den langerhofften Einsatz als Strukturmaterial, sondern ebenso für die endformnahe Herstellung hochfester Bauteile mit komplexen Geometrien und anspruchsvollen Designs. Im Falle der sogenannten Pulverbett-Verfahren werden Schichten eines Pulvers von typischerweise 20 bis 50 µm auf die Bauplattform aufgetragen und der Querschnitt des zu erzeugenden Bauteils per Laser oder Elektronenstrahl aufgeschmolzen und mit darunterliegenden Bauteilschichten verschweißt. In dieser Weise lassen sich schichtweise komplexeste Strukturen aus einer Vielzahl an Werkstoffen herstellen. Beschränkungen fertigungsgerechter Konstruktion für klassische Fertigungsverfahren gelten hier nicht mehr, da ohne Werkzeug auch Überhänge, Hinterschnitte oder Hohlräume erzeugt werden können.

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