Neue produktionsnahe Anlage für das 3D Metal Printing am Fraunhofer IFAM Dresden
Fraunhofer IFAM Dresden
Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Dresden hat eine produktionsnahe Anlage für das 3D Metal Printing in Betrieb genommen. Mit der 3D-Siebdruckanlage können Bauteile gefertigt werden, die mit konventionellen Verfahren bisher nicht realisierbar waren.
Der dreidimensionale Siebdruck ist eine neuartige Weiterentwicklung des klassischen industriellen Siebdrucks. Durch ein Sieb wird eine auf Metallpulvern basierende Paste schichtweise übereinander in die dritte Dimension gedruckt. Die so aufgebauten Strukturen werden anschließend durch Wärmebehandlung zu fertigen Bauteilen verfestigt.
Die Bauteile werden beispielsweise in der Medizintechnik, im Automobilbereich für neue elektrische Antriebskonzepte, in der Chemie- und Verfahrenstechnik, bei Kühlerentwicklungen in der Energietechnik sowie für Magnetwerkstoffe eingesetzt, erklären die Wissenschaftler des IFAM. Die Anlage ist gemeinsam mit dem Kooperationspartner Ekra Automatisierungssysteme, einem Mitglied der Asys Group, entwickelt worden.
Im Vergleich zu anderen generativen Fertigungsverfahren soll das 3D Metal Printing eine höhere Feinheit ermöglichen. Der 3D-Siebdruck erlaube eine hohe Produktivität, die der des metallischen Spritzguss MIM entspricht.
Verfahren ermöglicht erweiterte Baumöglichkeiten
Mit dem 3D Metal Printing sollen Bauteile gefertigt werden, die mit konventionellen Verfahren bisher nicht realisierbar waren. So seien besondere Kennzeichen des Verfahrens erweiterte Baumöglichkeiten wie geschlossene Kanäle, Strukturen ab 60 µm und Werkstofffreiheit bis hin zu Werkstoffkombinationen. Dabei sollen die unterschiedlichsten Systeme möglich sein. Neben Metallen und Legierungen auf der Basis von Stahl, Kupfer, Aluminium, Titan, Refraktärmetallen oder seltenen Erden sind ebenfalls Keramik sowie Glas druckbar.
Die neue Anlage soll mit ihren zwei wechselseitig ansteuerbaren Drucktischen mit bis zu je 300 x 300 mm2 nutzbarer Fläche umfangreiche Variationsmöglichkeiten erlauben, erklären die Forscher. Beispielhaft zu nennen sei die Vielfalt an frei einstellbaren Parametern kombiniert mit einer hochgenauen Siebpositionierung.
Da die Tische bei einer parallelen Nutzung mit unterschiedlichen Druckeinstellungen gefahren werden können, wird die Geschwindigkeit bei der Prozess- und Bauteilentwicklung erheblich gesteigert und zusätzlich die Produktivität verdoppelt.
Weitere Merkmale der 3D-Siebdruckanlage sind eine klimatisierte Prozesskammer, die Möglichkeiten zur Nutzung von sowohl wasser- als auch lösemittelbasierten Systemen und eine optionale Infrarot- oder UV-Härtung.