stahlmarkt 4.2018 (April)

66 K Schneiden, Schweißen, Additive Fertigung
fach beispielsweise an einer automatisierten
Roboterlösung, einem Schienensystem oder
einem autonomen Fahrzeug anbinden.
Hybride Fertigung von
Servoventilen für künftige
Serienanwendungen
Dass die additive Fertigung Bauteile optimieren
und neue Designfreiheiten eröffnen
kann, zeigt einmal mehr das jüngste Ge -
meinschaftsprojekt zwischen Bosch Rexroth,
Heraeus Additive Manufacturing und
Trumpf. In enger Zusammenarbeit haben die
drei Unternehmen ein Servoventil neu ge -
staltet, Schwachstellen eliminiert und einen
hybriden Fertigungsprozess entwickelt. Der
Technologiekonzern Heraeus hat hierfür das
am besten geeignete Pulver hinsichtlich
Fließverhalten und Partikelgrößenverteilung
qualifiziert und Trumpf hat das Herstellungsverfahren
entscheidend geprägt.
Im Rahmen des Projektes hat das Projektteam
eine hybride Fertigung von Servoventilen
für künftige Serienanwendungen entwickelt.
Dabei werden konventionell hergestellte
Preforms mit 3-D-gedruckten und
lasergeschnittenen Teilen für eine wirtschaftliche
Fertigung der Ventile ergänzt.
»Die auf der TruPrint 5000 gedruckten Servoventile
sind wesentlich leichter und kompakter,
die optimierten Kanalführungen
verringern die Drosselverluste und steigern
die Energieeffizienz«, lautet das Fazit der
Projektpartner.
Trumpf beschäftigt mittlerweile über 200
Mitarbeiter im Bereich Additive Manufacturing
und bietet neben Laser Metal Fusion
(LMF) auch das zweite für den industriellen
Metall-3-D-Druck relevante Fertigungsverfahren
an – Laser Metal Deposition (LMD).
»Wenn sich der Markt für 3-D-Drucker so
weiterentwickelt, wie es sich derzeit ab -
zeichnet, dann sehen wir hier die Chance
für unser Unternehmen, in fünf bis sieben
Jahren einen zusätzlichen Umsatz von einer
halben Milliarde Euro zu erzielen. Wir wollen
im Markt eine führende Rolle einnehmen
und uns mittelfristig einen Marktanteil von
rund 20 % sichern«, so Peter Leibinger,
Chief Technology Officer des Unternehmens.
Neues 3-D-Druckverfahren sorgt
für bruchfesteren Stahl
Bisher lassen sich Objekte aus Edelstahl zwar
problemlos drucken, sie sind allerdings po -
röser und damit spröder als herkömmlich
hergestellte Edelstahlobjekte. Beim Druck
wird per SLM-Verfahren (Selective Laser
Melting) eine Pulverschicht auf eine Fläche
aufgetragen, die anschließend von einem
Laser zu Edelstahl geschmolzen wird.
Anschließend wird die gegossene Schicht
um eine Schichtebene nach unten bewegt
und wieder Pulver aufgetragen. Dieses wird
wieder geschmolzen. Auf diese Weise entsteht
das fertige Werkstück. Wissenschaftler
des Lawrence Livermore National Labora tory
in Livermore/USA haben jetzt einen Weg
gefunden, in die Mikrostruktur der Schmelze
einzugreifen. Dadurch entsteht beim
Druck eine Zellstruktur, die Frakturen verhindern
soll und so die Flexibilität des Werkstückes
erhöht.
Mit dieser neuen Technik hergestellte
Objekte sollen bis zu dreimal belastbarer
sein als herkömmlich gegossener Stahl.
Damit ließen sich dann auch Werkstücke
drucken, die bisher nicht gefertigt werden
konnten, da sie den Belastungen nicht
standhalten würden.
Die Einsatzgebiete eines festen, aber
gleichzeitig flexiblen gedruckten Stahls sind
vielfältig. Beispielsweise könnten Teile für
die Raumfahrt oder die Automobilindustrie
gedruckt werden. In Deutschland verwendet
unter anderem die Deutsche Bahn das bisherige
SLM-Verfahren, um Ersatzteile herzustellen.
Stützstrukturen beim 3-D-Metalldruck
automatisch generierbar
Um Gegenstände im Pulverbett bis zum
Ende des Druckvorgangs in der gewünschten
Position zu fixieren und Verformungen
zu verhindern, sind im 3D-Metalldruck
Stützstrukturen unumgänglich.
Die Materialise GmbH, Anbieter von
3-D-Druck-Software und 3-D-Druck-Dienstleistungen,
bringt nun eine Software auf
den Markt, die automatisch Stützstrukturen
für additiv gefertigte Metallteile generiert.
(Foto: Materialise)
(Foto: Altair)
Bild 5. Mit e-Stage for Metal ist nun eine automatische Stützstruktur-
Generierung für Teile aus Titan, Aluminium und Edelstahl möglich.
Bild 6. Durch Funktionsintegration und Simulation wurde nicht nur
ein optimierter Vorderwagen eines VW Caddy Youngtimers entwickelt
sondern auch das Potenzial des industriellen 3D-Drucks im
Karosseriebau demonstriert.
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