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27.10.2017 | Additive Fertigung | Im Fokus | Onlineartikel

Neue Verfahrensvariante für den metallischen 3D-Druck

Autor:
Dieter Beste

Das Schmelzschichtverfahren Fused Filament Fabrication (FFF) eignete sich bislang nur für die generative Fertigung von Kunststoffbauteilen. Dresdener Forscher haben dieses 3D-Druck-Verfahren jetzt auch für metallische Werkstoffe erschlossen.

Es gibt sehr viele verschiedene Verfahren, die unter 3D-Druck, oft auch unter Additive Manufacturing, generativer Fertigung oder Rapid Prototyping zusammengefasst werden. Allen gemeinsam ist, dass ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. Petra Fastermann gibt in "3D-Drucken" eine Übersicht über die verschiedenen Technologien. 

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So wurde etwa das Fused Deposition Modeling (FDM) vom amerikanische Unternehmen Stratasys entwickelt. FDM ist patentrechtlich geschützt, jedoch ist das als Fused Filament Fabrication (FFF) bezeichnete Druckverfahren grundsätzlich mit dem FDM‐Verfahren vergleichbar. Dabei entsteht aus einem schmelzfähigen (thermoplastischen) Kunststoff das Objekt Schicht für Schicht. Das drahtförmige Kunststoff‐ oder auch Wachsmaterial wird zunächst knapp über seinen Verflüssigungspunkt erhitzt. Mithilfe eines Extruders und einer beweglichen und beheizten Düse wird es schichtweise auf das bereits erstarrte Material auf der Bauplattform zu einem Objekt aufgebaut. Bislang ließen sich laut Fastermann ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PLA (Polylactide), Wachs, Laywood (Holzdraht) oder etwa Laybrick (Sandstein) auf diese Weise verarbeiten.

Metallisches Fused Filament Fabrication

Jetzt wurde das FFF-Verfahren am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Dresden für ein deutlich größeres Anwendungsspektrum erweitert, indem die Werkstoffpalette für metallische Bauteile erschlossen wurde. Im metallischen Fused Filament Fabrication werden metallische Bauteile in einem zweistufigen Verfahren zuerst gedruckt und danach in einem Sinterprozess final verfestigt. Derzeit stellen die Forscher hauptsächlich Bauteile aus Edelstahl 316L her; das Verfahren eignet sich jedoch für alle sinterbaren Metalle. Grundlage dieses Entwicklungserfolges am IFAM war die Expertise der Forscher in den Bereichen Metallspritzguss (MIM) und pastenbasierte Metallpulversysteme.

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