Innovatives Pulver revolutioniert 3D-Metalldruck

Die Qualität jener Oberflächen, die mit dem NewGen SLM Powder bedruckt wurden (obere Reihe), ist im Vergleich zum herkömmlichen Pulver um ein Vielfaches höher © IMAT – TU Graz

Kürzere Produktionszeiten, geringere Kosten und weniger Produktionsfehler: Dies sind nur einige Gründe, warum die metallverarbeitende Industrie immer öfter additive Verfahren einsetzt.

Das spiegelt sich auch am Markt für Edelstahlpulver wider, die bei der additiven Fertigung verwendet werden: Dieser nimmt Schätzungen zufolge jährlich um über 30 Prozent zu.

Trotzdem gibt es in der 3D-Metalldruck-Technologie nach wie vor Luft nach oben: Speziell beim Selektiven Laserschmelzen (SLM), bei dem das Bauteil schichtweise aufgebaut wird, ist der Gestaltungsspielraum in Bezug auf Konstruktion und Design eingeschränkt.

Je komplexer das Bauteil ist, desto umfangreichere Stützstrukturen sind notwendig, um beispielsweise ein Absinken möglicher Überhänge während des Druckprozesses oder andere Bauteil-Deformationen zu verhindern.

Mehr Gestaltungsspielraum und geringere Druckkosten

Hier setzt die Arbeit von Mateusz Skalon, Forscher am Institut für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik der TU Graz an: Er hat die Partikeloberflächen von herkömmlichem Pulver aus 316L-Edelstahl derart modifiziert, dass das verflüssigte Metall im Schmelzbad eine höhere Stabilität aufweist.

Das ermöglicht eine größere Gestaltungsfreiheit, da auch Bauteile mit kleinen Neigungswinkeln beim Drucken nicht zusammenbrechen. Bei diesem sogenannten „NewGen SLM Powder“ sind somit weniger stützende Strukturen notwendig, die bis zu 20 Prozent der gesamten Druckkosten ausmachen.

Die Ersparnisse in der Herstellung reduzieren sich erheblich, wie Skalon errechnet hat: „Pro Kilogramm Pulver können bis zu 114 Euro an Kosten gespart werden“.

Skalon verweist in diesem Zusammenhang auch auf den Nachhaltigkeitsaspekt. Überschüssiges Edelstahlpulver kann am Ende der Fertigung zur Wiederverwertung ganz einfach aufbereitet werden, was zusätzliche Materialersparnisse schafft.

Aufbereitungsanlage für innovatives Metallpulver

Nun möchte Skalon mit Unterstützung der TU Graz die Forschungsergebnisse wirtschaftlich umsetzen. Im Rahmen des aktuellen Spin-Off-Fellowships der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG skaliert er den Modifikationsprozess, um ihn letztendlich zur Marktreife zu bringen:

„In den nächsten 16 Monaten werden wir das Pulver auf den gängigsten Laserschmelz-Anlagen testen. Darauf aufbauend wollen wir unmittelbar nach dem Fellowship eine Produktionsfirma in Österreich gründen, wo zugekauftes 316L-Edelstahlpulver modifiziert und vertrieben wird.“

Zielgruppen sind Hersteller hochkomplexer Metallteile, Fertigungsunternehmen aus der Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbaubranche sowie Forschungsinstitute, die sich mit additiven Fertigungsverfahren beschäftigen.

Erste Interessensbekundungen aus Industrie und Wirtschaft gab es bereits. Skalon ist zuversichtlich, dass in den nächsten Monaten weitere folgen. Er möchte mit seinem Spin-Off ein wichtiger Teil der Lieferkette in der additiven Fertigung werden.

Unterstützt wird der Jungakademiker dabei von einem hochkarätigen Team: Christof Sommitsch, Leiter des Instituts für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik der TU Graz (IMAT), fungiert im Projekt als Supervisor und der Vorsitzende der Jungen Wirtschaft Steiermark, Christoph Kovacic hat die Rolle des Mentors inne.

Hilfe in der Geschäftsentwicklung erhält Skalon vom Leiter des Instituts für Unternehmungsführung und Organisation der TU Graz (UFO), Stefan Vorbach, sowie von dessen Instituts-Mitarbeitenden Martin Glinik und Elisabeth Poandl.

Dieses Forschungsprojekt ist im Field of Expertise „Advanced Materials Science“ verankert, einem von fünf strategischen Schwerpunktfeldern der TU Graz. Es wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen des Förderprogramms „Spin-off-Fellowships“ gefördert.

Mateusz SKALON
mgr. Inz. dr.
TU Graz | Institut für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik
Tel.: +43 316 873 4305
E-Mail: mateusz.skalon@tugraz.at
imat.tugraz.at

https://www.tugraz.at/forschung/fields-of-expertise/advanced-materials-science/u… (Link zum Field of Expertise „Advanced Material Science“)

https://www.tugraz.at/institutes/imat/home/ (Institut für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik der TU Graz)

https://www.tugraz.at/institutes/ufo/home/ ( Instituts für Unternehmungsführung und Organisation der TU Graz)

https://www.ffg.at/spin-off-fellowships (Förderprogramm Spin-off-Fellowship)

Media Contact

Mag. Christoph Pelzl, MSc Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften

Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Überschüssiger Zucker dient Weißer Fliege zur Entgiftung von Pflanzenabwehrstoffen

Die Pflanzensaft saugende Weiße Fliege Bemisia tabaci kann den Verteidigungsmechanismus von Kreuzblütengewächsen bei Befall aktivieren. Die Weiße Fliege ist allerdings in der Lage, einen Großteil der Abwehrstoffe mithilfe von überschüssigem…

Heuschrecken navigieren mit doppeltem Kompass

Orientierungshilfe im Kopf: Wüstenheuschrecken tragen einen Kompass im Gehirn, der den gesamten Himmel in voller Rundumsicht repräsentiert. Die neuen Erkenntnisse ergeben sich aus Messungen der elektrischen Aktivität von Nervenzellen, über…

KI für Ingenieure beherrschbar machen

Karlsruher Kompetenzzentrum für KI-Engineering hilft Unternehmen praxisnah. Technologien der Künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML) kommen in Smartphones, Suchmaschinen oder Navigationsgeräten zum Einsatz und erleichtern Anwendern auf Basis…

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close