Additive Manufacturing

Vom Pulver bis zum einsatzfertigen Bauteil


Wir sind Ihr Spezialist für additiv gefertigte Formeinsätze. In unserem voestalpine Additive Manufacturing Center in Düsseldorf bilden wir für Sie die gesamte Wertschöpfungskette, vom Design & Engineering bis zum einbaufertigen Formeinsatz, ab. Wir nutzen unser Know-how, sowohl in der additiven Fertigung, als auch im Werkzeugbau, um für Ihre Bauteile das Maximum an Wirtschaftlichkeit und Performance zu erreichen.


Design & Engineering

Unsere Experten können Ihre konventionelle Kühlung zu einer konturnahen Kühlung umkonstruieren. Dabei sollte ein besonderes Augenmerk auf Problembereiche gelegt werden. Durch die konturnahe Kühlung können Hotspots verringert werden und Zykluszeiten drastisch reduziert werden. Ebenfalls kann der Bauteilverzug durch eine homogenere Kühlung minimiert und die Bauteilqualität maximiert werden. Die Senkung der Ausschussrate ist ein weiterer Vorteil.


Hybride Bauformen und AM Prozess

Die additive Fertigung bietet sehr vielfältige Möglichkeiten unter anderem hybride Bauformen. Hierbei handelt es sich um eine Kombination von konventioneller und additiver Fertigung. Dies ist sinnvoll, wenn die konformale Kühlung nur in einem Teilbereich notwendig ist. Die Teilung erfolgt meist kurz unterhalb des Punktes, wo die konformale Kühlung ansetzt. Dabei wird der untere Teil des Bauteiles konventionell gefertigt. Dieser wird auf der Bauplattform des 3D-Druckers verschraubt oder verspannt. Danach kann das Pulver auf den Rohling gedruckt werden. Wir beraten Sie gerne, welche Bauform für Ihre Anwendung die wirtschaftlich sinnvollste ist.


Sie bestimmen die Fertigungstiefe

  • Pulver für Ihren 3D-Drucker
  • Bauteile nach Ihren Zeichnungen additiv gefertigt
  • Ihre Bauteile vor dem Druck designet und optimiert
  • Post-Processing

Wir sind Ihr kompetenter Ansprechpartner, der gemeinsam mit Ihnen, Ihren Erfolg steigern will.
Erfahren Sie nachstehend mehr über unsere AM-Pulver und die Herstellverfahren die wir verwenden.

Beim Laserstrahlschmelzen wird ein Bauteil Schicht für Schicht aus Metallpulver aufgebaut (Korndurchmesser ca. 15 µm bis 55 µm):

  1. Ein Laserstrahl schmilzt die oberste Schicht eines 
      Pulverbettes partiell auf, sodass die Kontur des
      Bauteils entsteht. Das Material erstarrt nach dem
      Aufschmelzen wieder und bildet eine feste Lage.

  2. Die Grundplatte senkt sich um eine Schichtdicke
      (ca. 30 µm bis 50 µm) ab und es wird erneut
      Pulver aufgetragen.

  3. Die Kontur wird wieder geschmolzen, wobei sich 
      die Pulverkörner der neuen Lage mit der er-
      starrten, darunterliegenden Lage verbinden und
so
      ein dichtes Bauteil entsteht.

 


 

Dies wiederholt sich so lange, bis das Bauteil vollständig aufgebaut ist. Am Ende ist es von unverbrauchtem Pulver umgeben. Das Pulver wird entfernt, gesiebt und wiederverwendet. Dieses Verfahren wird für besonders feine Strukturen und komplizierte Bauteile verwendet, die mit anderen Technologien nicht produzierbar wären. Allerdings ist die Produktionszeit im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren länger.

Für das DMD-Verfahren (Direct Metal Deposition) wird Metallpulver (50 µm bis 150 µm) oder Draht in einen Laserstrahl eingebracht, dort aufgeschmolzen und schichtweise aufgetragen. Die Schichtdicken liegen zwischen 0,2 und 0,8 mm. Das Verfahren eignet sich auch sehr gut zur Reparatur komplexer und teurer Bauteile, z.B. in der Luft- und Raumfahrt.

Beim DMD-Verfahren besteht die Möglichkeit, durch den einfachen Wechsel des Zuführtanks oder der Drahtspule, Bauteile aus verschiedenen Pulvermaterialien herzustellen (Multimaterial-Bauteile). Je nach  Anforderung können damit unterschiedliche Bereiche desselben Bauteils mit angepassten Materialeigenschaften versehen werden, zum Beispiel mit verschleißfesten Oberflächen, zähen Volumeneigenschaften und korrosionseigenschaften Kanälen. Im Vergleich zum Laserstrahlschmelzen im Pulverbett ist das DMD-Verfahren in der Lage, bis zu 10-mal schneller zu arbeitentanks oder der Drahtspule, Bauteile aus verschiedenen Pulvermaterialien herzustellen (Multimaterial-Bauteile). Je nach Anforderung können damit  unterschiedliche Bereiche desselben Bauteils mit angepassten Materialeigenschaften versehen werden, zum Beispiel mit  verschleißfesten Oberflächen, zähen Volumeneigenschaften und korrosionsbeständigen Kanälen.

Im Vergleich zum Laserstrahlschmelzen im Pulverbett ist das DMD-Verfahren in der Lage, bis zu 10-mal schneller zu arbeiten und größere Bauteile zu erzeugen. Feinste Gitterstrukturen oder Bauteildetails können mit diesem Verfahren allerdings nicht umgesetzt werden – das zeigt sich bereits bei dem zum Einsatz kommenden metallischen Pulver, dessen ideale Partikelgröße mit 50 µm bis 150 µm mehr als drei Mal größer ist als beim Laserstrahlschmelzen.

In der Produktionspraxis kann das DMD-Verfahren mit klassischen abtragenden Prozessen wie Fräsen oder Drehen kombiniert werden. Sogenannte Hybridmaschinen erlauben einerseits die Herstellung komplexer Bauteile mithilfe von Additive Manufacturing, können andererseits im selben Setup aber auch präziseste Fräsaufträge übernehmen.

 

 

 

 

 

 

Je nach Applikation bieten wir Pulver mit den richtigen Eigenschaften für den jeweiligen Anwendungszweck an.
In unserem Forschungs- und Entwicklungszentrum in Düsseldorf arbeiten wir immer daran neue Pulver zu validieren und Verarbeitungsparameter zu entwickeln.
Dies erlaubt uns die prozessichere Herstellung vom
AM-Bauteilen aus verschiedensten Pulverwerkstoffen.

 

Original Uddeholm Pulver

Uddeholm
AM Corrax
    Chemische Zusammensetzung [durchschn. %]
Element C Si Mn Cr Ni Mo Al
   Mass – %  0,03 0,3 0,3 12,0 9,2 1,4 1,6

 

Uddeholm
AM Heatvar
   Chemische Zusammensetzung [durchschn. %]
   Element C Co Mo Cr Ni    
   Mass – %  0,02 12 8,0 5,0 2,0    

 

 

Weitere verarbeitete Pulver:

voestalpine
AM 1.2709
  Chemische Zusammensetzung [durchschn. %]
   Element C Mo Ni Co Ti    
   Mass – %  <=0,005 12 8,0 5,0 2,0    

 

voestalpine
AM UMX
  Chemische Zusammensetzung [durchschn. %]
   Element C Si Mn Cr Mo      V  
   Mass – %  0,5 0,20 0,25 4,50 3,00    0,55  

 

voestalpine
AM 17-4PH
  Chemische Zusammensetzung [durchschn. %]
   Element C Si Mn Cr Ni Cu Nb
   Mass – %  0,04 0,25 0,40 15,40 4,40 3,30 0,30

 

voestalpine
AM Alloy 718
Chemische Zusammensetzung [durchschn. %]  
   Element C Cr Mo Ni Ti Al Nb Fe B
   Mass – %  0,5 0,20 0,25 4,50 3,00   0,55  5,30 18,50  0,003

 

Kontaktieren Sie uns, wenn Sie weitere Informationen wünschen



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