04 Jun Rückblick der Woche
Heutzutage existieren bereits viele verschiedene additive Fertigungstechnologien, die auch unter dem Begriff 3-D-Druck zusammengefasst werden. Immer mehr Materialen eignen sich daher auch für den Einsatz im 3-D-Drucker. Unter den gängigsten finden sich Metalle, Legierungen, Polymere und Keramiken.
Was genau ist 3-D-Druck?
In der klassischen Fertigung werden viele Produktkomponenten durch Fräsen oder Schleifen eines Grundmaterials hergestellt, um die endgültige Geometrie zu erhalten. Es handelt sich um einen subtraktiven Prozess. Ein weiterer Ansatz sind formgebende Verfahren. Dazu zählen das mechanische Formen des Rohmaterials zum endgültigen Produkt oder das Gießen von viskosem oder flüssigem Material in vorgefertigte Formen des Endprodukts. Bei der Additiven Fertigung, also dem 3-D-Druck, wird das Endprodukt hingegen durch schichtweisen Aufbau des Materials hergestellt. Benötigt werden dazu ein Computer, eine 3-D-Modellierungssoftware, eine Druckmaschine und das Schichtmaterial.
In vielen Fällen ist das Rohmaterial ein Pulver, beispielsweise beim selektiven Laserschmelzen. Hier wird eine dünne Pulverschicht in einem Bett aufgetragen. Die Form des Objekts wird schichtweise per Laser in das Pulver geschrieben, indem das Material mit hoher räumlicher Auflösung aufgeschmolzen wird. In diesem Verfahrensschritt sind verschiedene Schmelztechniken anwendbar. Das geschmolzene Pulver wird an den erwärmten Stellen fest und somit Teil des endgültigen Bauteils. Der Vorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das 3-D-Objekt aufgebaut ist. Pulver als Basismaterial ist nicht der einzige Ansatz. Eine weitere verbreitete Technologie ist die Materialextrusion. Hier wird das Material, beispielsweise ein Polymer, durch eine beheizte Düse gedrückt. Das geschmolzene Material baut sich ebenfalls Schicht für Schicht auf und verhärtet, um das Objekt zu formen. Einige Produkte sind nach dem Druck bereits verwendbar, andere erfordern Nachbearbeitungen wie Polieren oder einen abschließenden Sinterprozess, um die spezifischen Materialeigenschaften des Objekts zu erreichen.
Das Verschweißen von 3-D-gedruckten Komponenten per Laser konnte jedoch bisher nicht umgesetzt werden. Warum das so ist und wie in einem Gemeinschaftsprojekt eine Lösung entwickelt werden soll, lesen Sie in unserer Meldung ‚3-D-gedruckte Kunststoffbauteile mit dem Laser fügen‘. Das Projekt sucht zudem weiterhin industrielle Projektpartner; insbesondere Spezialisten für künstliche Intelligenz und Additive Fertigung.
Fused Deposition Modeling (FDM): Bei diesem 3-D-Druckverfahren werden Kunststoffbauteile Schicht für Schicht aufgebaut. Quelle: IPH
Komponenten für moderne Flugzeuge müssen generell besonders hohe Anforderungen erfüllen. Auch hier spielt der 3-D-Druck eine immer größere Rolle. Welche Flugzeugbauteile die beiden Unternehmen Materialise und EOS ab sofort an den Flugzeughersteller Airbus liefern, können Sie in unserer Meldung ‚Airbus zertifiziert 3-D-gedruckte Flugzeugbauteile‘ nachlesen.
Fertigungshalle von Materialise mit EOS-Systemen für den 3-D-Druck. Quelle: Materialise
Materialwissenschaftler und Physiker wollen nun den 3-D-Druck zur Herstellung besonders exotischer Materialien nutzen. In unserer Meldung ‚Metamaterial aus dem 3-D-Drucker lässt Schallwellen rückwärts laufen‘ erfahren Sie, wie die Natur mittels Metamaterialien aus dem 3-D-Drucker überlistet werden soll. Ein Wunsch, den Forscher möglicherweise bald zur Wirklichkeit werden lassen.
Designte elastische Metamaterialstruktur, zusammengesetzt aus einem einzigen linear-elastischen Werkstoff. Quelle: Yi Chen, KIT
Leibniz-IWT live
Wollen Sie mehr zum Thema 3-Druck erfahren? Das Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT veranstaltet kommende Woche, am 10.6. 2021, Im Rahmen der digitalen Veranstaltungsreihe ‚Leibniz-IWT live‘ ein online-Event mit dem Thema ‘Metallpulver für die Additive Fertigung’. Anmelden können Sie sich hier.
Herstellung von Pulvern für die Additive Fertigung. Quelle: Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien IWT
Ein erholsames Wochenende wünscht Ihnen Ihre Redaktion der LP.PRO!
