Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Flexibel und schnell: 3D-Druck von Metallbauteilen

14.11.2014

Benötigen Unternehmen kleine Bauteilserien, drucken sie die Komponenten oftmals einfach Stück für Stück aus. Sie nutzen dabei das Verfahren Selective Laser Melting. Eine neuartige Anlage soll den 3D-Druck künftig beschleunigen. Zudem kann sie größere Gegenstände drucken. Dies stellen die Forscher erstmals auf der Messe EuroMold vom 25.-28. November 2014 in Frankfurt vor (Halle 11.0, Stand C66).

Sind Bauteile in kleiner Serie gefragt, etwa für Prototypen, werden sie in Industriebetrieben einfach ausgedruckt. Was sich anhört wie Science Fiction, ist in Unternehmen bereits Usus. Das Verfahren nennt sich Selective Laser Melting, kurz SLM. Dabei wandert ein Laser über ein geschichtetes Metallpulver, schmilzt es auf und lässt es zu einer festen Schicht erstarren.

Schicht für Schicht wächst so ein dreidimensionales Bauteil heran. Diese Technologie ist bereits etabliert, doch die Anwender wünschen sich ein schnelleres und damit kostengünstigeres Verfahren, das es auch ermöglicht, größere Gegenstände aus dem Pulver aufzubauen. Für die industrielle Serienfertigung gibt es noch weitere Ansprüche: Die ausgedruckten Bauteile müssen alle die gleiche Qualität aufweisen, zudem sollte sich der Druckprozess überwachen lassen.

Den Wunsch nach schnellerem Druck erfüllen die Laserexperten bisher, indem sie die Leistung des Lasers erhöhen. Das jedoch treibt die Kosten in die Höhe. Noch teurer wird es, wenn große Gegenstände ausgedruckt werden sollen: Reicht üblicherweise ein Scanner aus, der den Laserstrahl mit seinen zwei Spiegeln wie vorgegeben ablenkt, müssen die Unternehmen dann einen zweiten teuren Scanner sowie einen zweiten Laser einsetzen, um das ganze Bearbeitungsfeld ohne Produktivitätsverlust abzudecken.

Flexibler – zu einem günstigeren Preis

Die Anlage des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen soll den Nutzern künftig mehr Freiheiten geben: »Statt im SLM-Prozess auf Scannersysteme zu setzen, verwenden wir in unserer Anlage eine Multispot-Bearbeitung – also einen Bearbeitungskopf, aus dem fünf einzelne Laserstrahlen kommen«, erläutert Florian Eibl, Wissenschaftler am ILT. Dieser Bearbeitungskopf funktioniert wie ein Druckkopf, die fünf einzelnen Diodenlaser lassen sich getrennt steuern.

Der Vorteil: Der Schmelzprozess wird dadurch parallelisiert, somit können die Forscher selbst große Teile schnell und ohne zusätzlichen Aufwand ausdrucken. Das optische System muss nicht geändert werden. Es reicht, die Achsen, auf denen sich der Bearbeitungskopf bewegt, entsprechend zu verlängern. Der Druck ist schneller. Je nach Wunsch können die Forscher auch die Geschwindigkeit anpassen, indem sie einfach die Anzahl der Strahlquellen erhöhen. »Da der Druckkopf über fünf Laserstrahlen verfügt, kann die Anlage das Pulver um ein Vielfaches schneller aufschmelzen als herkömmliche Systeme«, sagt Eibl.

Gleiche Qualität für alle Druckerzeugnisse

Auch die Qualität der ausgedruckten Bauteile muss stimmen. Ein spezielles System bläst Schutzgas auf jede Bearbeitungsstelle und saugt Rauch und entstehende Spritzer direkt ab. »So erreichen wir ein gleichmäßiges Bearbeitungsergebnis, auch bei großen Bauräumen«, erklärt Eibl. Zudem lassen sich Systeme in das Anlagenkonzept integrieren, die die Druckprozesse überwachen.

In einer Laboranlage setzen die Forscher ihr Anlagen- und Belichtungskonzept bereits um. Das Projekt wird zum Teil vom Exzellenzcluster »Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer« gefördert, einem interdisziplinären Forschungsprojekt mit mehr als 20 Kooperationspartnern.

M.Sc. Florian Eibl | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/November/3D-Druck-von-Metallbauteilen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Neue Prozesstechnik ermöglicht Produktivitätssteigerung mit dem Laser
18.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neue 3D-Kamera revolutioniert Einzelhandel
18.05.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen

24.05.2017 | Geowissenschaften