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Metalldruck Kooperation will amorphe Metalle in Serie drucken

Redakteur: Stefan Guggenberger

Um den 3D-Druck mit amorphen Metallen in der Industrie zu etablieren, starten Heraeus Amloy und Trumpf eine Kooperation. Die Unternehmen wollen schnellere Druckprozesse und eine höhere Oberflächengüte erzielen.

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Heraeus und Trumpf wollen Bauteile aus amorphen Metallen in der Industrie etablieren.
Heraeus und Trumpf wollen Bauteile aus amorphen Metallen in der Industrie etablieren.
(Bild: Heraeus Amloy)

Amorphe Metalle sind doppelt so fest wie Stahl, dabei aber wesentlich leichter und elastischer. Sie verhalten sich „isotrop“, das heißt ihre Materialeigenschaften bleiben identisch, unabhängig davon, in welche Richtung der 3D-Drucker das Werkstück aufbaut. Das ermöglicht nicht nur besonders stabile Bauteile, sondern verschafft dem Konstrukteur auch mehr Freiheit bei der Entwicklung des Bauteils. Potenziale eröffnet der 3D-Druck amorpher Metalle vor allem bei stark belasteten Teilen und beim Leichtbau, etwa in der Luft- und Raumfahrt oder im Maschinenbau. Aufgrund der Biokompatibilität eignet sich das Material auch sehr gut für die Medizintechnik. Die einzigartigen Eigenschaften amorpher Metalle zeigte Heraeus unter anderem bei einer Gitarre, deren Brücke aus den hochfesten und gleichzeitig elastischen Metallen gedruckt wurde.

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Verhilft 3D-Druck den amorphen Metallen in die Industrie?

Die Verwendung amorpher Metalle ist in vielen Industriebereichen noch nicht weit verbreitet, obwohl diese Werkstoffe beispielsweise für die Medizintechnik oder die Luft- und Raumfahrt entscheidende Vorteile mitbringen. „Amorphe Metalle bieten Potenziale für zahlreiche Industrien. Sie lassen sich beispielsweise in der Medizintechnik einsetzen, einer der wichtigsten Branchen für die additive Fertigung.“, sagt Klaus Parey, Managing Director bei Trumpf Additive Manufacturing.

<blockquote class="inf-blockquote">Der 3D-Druck von amorphen Bauteilen in der Industrie steckt bislang in den Kinderschuhen. Mit der Kooperation ermöglichen wir schnellere Druckprozesse und eine höhere Oberflächengüte – kurzum Kostenersparnisse für den Kunden.</blockquote>

<p class="inf-blockquote-author">Jürgen Wachter, Leiter der Geschäftseinheit Heraeus Amloy</p>

3D-Druck ermöglicht komplexe Bauteile aus amorphen Metallen

Amorphe Metalle entstehen, wenn geschmolzenes Metall sehr schnell abkühlt. Ein 3D-Drucker kann sie zu größeren, komplexen Bauteilen verarbeiten. Anderen Verfahren gelingt das nicht. Das eröffnet neue Anwendungen für amorphe Metalle in der Industrie. Außerdem steigert 3D-Druck das Potenzial amorpher Metalle für den Leichtbau. Ein 3D-Drucker baut nur dort Strukturen auf, wo sie für das Bauteil einen Zweck erfüllen. Dadurch lässt sich Material und Gewicht einsparen. Amorphe Metalle sind wiederum von Natur aus sehr leicht. Mit der Kombination von 3D-Druck und amorphen Metallen lässt sich also bei vielen Anwendungen Gewicht einsparen. Die additive Technologie ermöglicht es außerdem, die Bauteile „am Stück“ aufzubauen, anstatt die Komponenten einzeln zu fertigen und anschließend zusammenzusetzen.

Die Kooperation strebt hochqualitativen Seriendruck amorpher Metalle an

Im Rahmen der Kooperation hat Heraeus Amloy seine amorphen Legierungen zunächst für den 3D-Druck optimiert und auf die Anlagen von Trumpf abgestimmt. Das Maschinenkonzept der neuen TruPrint 2000 Anlage von Trumpf eignet sich nach Unternehmensangaben im Besonderen für den 3D-Druck von amorphen Metallen. Bei der Anlage ist es möglich, das überschüssige Pulver für den weiteren Bauprozess „inert“ aufzubereiten, also unter Schutzgas. Dies schützt das Pulver vor schädlichen Einflüssen. Für amorphe Metalle ist das ein Vorteil, da sie schnell mit Sauerstoff reagieren. Die Serienreife des Verfahrens möchte Trumpf mit zwei 300 Watt starken Lasern, die parallel Arbeiten, gewährleisten. Mit einem Fokusdurchmesser der Laser von nur 55 Mikrometer soll auch in der Serie eine hohe Oberflächenqualität erreicht werden. Dabei wird die Qualität des Schmelzbades automatisch von der Maschine überwacht. Perspektivisch wollen die Partner auch kupfer- und titanbasierte Legierungen für den 3D-Druck nutzbar machen.

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