Materialien und Verfahren

Referent: Hans-Werner Theobald, 3D-Metall Theobald e.K.

Dieser Vortrag erläutert eine einfache aber zielführende Vorgehensweise für die Entwicklung von Parametersätzen für neue Materialien im Bereich der additiven Fertigung von Metalbauteilen mittels powder bed fusion.

Referent: Matthias Winderlich, AM Metals GmbH

AM Metals ist Teil der EOS-Gruppe und steht für „Additive Manufacturing“ von Metallen, häufig auch 3D-Druck genannt. Dabei entstehen Bauteile für Betriebsmittel, insbesondere für Automationsanlagen, Vorrichtungen und Werkzeuge direkt aus Konstruktionsdaten (CAD) und Metallpulver. 3D-Druck ermöglicht die Individualisierung der Kundenapplikation z.B. als konturbasierte Teile für Spannvorrichtungen und Werkzeuge, Werkstückträger/Carrier sowie Greifer oder Applikationswerkzeuge für Roboter oder der hochfeste Strukturteile im Leichtbau. Der Vorteil aller von uns hergestellten Teile ist die Funktionsintegration, welche eine Vielzahl von Anforderungen auf engstem Raum in nur einem Bauteil vereint. Ergänzt wird dies durch innovative Werkstoffe wie hochfeste Stähle sowie neuartige Aluminiumlegierungen.

Referent: Julian Drechsel, Laserinstitut Hochschule Mittweida

Die im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe "EilaSax" erzielten Ergebnisse beschäftigten sich unter anderem mit dem metallischen Mikro-3D-Druck. Dafür wurde das am Laserinstitut Hochschule Mittweida etablierte Verfahren des Mikro-SLM verwendet. Beim Mikro-SLM-Verfahren handelt es sich um einen additiven Fertigungsprozess bei dem dünne Metallpulverschichten mit dem Laserstrahl verschmolzen werden. Sobald eine Schicht fertiggestellt ist wird eine neue Pulverschicht aufgezogen und der Prozess wiederholt sich. Die so aus Edelstahl 316L hergestellten Mikrostrukturen wurden auf Ihre Materialeigenschaften untersucht. Anschließend folgte die Herstellung von Demonstratoren verschiedener Art mit dem genannten Verfahren.

Referent: Michel Layher, Ernst-Abbe-Hochschule Jena

In den Bereich der Additiven Fertigung halten in den vergangenen Jahren auch zunehmend Keramikmaterialien Einzug. Die Möglichkeit individualisierte Formen für den Feinguss zu schaffen bietet dabei einen besonders vielversprechenden Ansatz, da sowohl Produktindividualität als auch Materialbedarf effizient aufeinander abgestimmt werden können. Aus handelsüblichen Ausgangsmaterialien werden keramikgefüllte Resine zur stereolithografischen Herstellung von Feingussformen entwickelt und für die erweiterte Prozesskette des Feingießens etabliert. Nach der erfolgreichen Herstellung via SLA schließt sich ein Entbindern und Sintern der Bauteile an. Zudem müssen die gebrannten Formen eine große Temperaturwechselbeständigkeit besitzen, um den Feingießprozess unbeschadet zu überstehen. Die Entwicklung maßgeschneiderter Resine bildet in Kombination mit handelsüblicher SLA-Technik einen vielversprechenden Ansatz zur kostengünstigen Herstellung individualisierter Keramikformen im Feinguss.

Referentin: Anne Marie Schwager, Ernst-Abbe-Hochschule Jena

Durch die prozesstechnologische Weiterentwicklung des Stereolithografieverfahrens können komplexe optische Bauteile aus Quarzglas additiv hergestellt werden. Dieses „Hybrid-SLA-Verfahren“ besteht grundlegend aus zwei Prozessstufen. Zunächst werden mittels speziell hergestellten Glasresinen, bestehend aus einem kommerziellen Resin und fein-dispersem SiO2- Pulver und einer neuentwickelten SLA-Anlagentechnik, mit welcher die Verwendung von unterschiedlichen Materialen z.B. zur Herstellung von lokalen Dotierungen möglich ist, dreidimensionale Grünkörper hergestellt. Im zweiten Prozessschritt werden diese silikatreichen Grünkörper thermisch entbindert und unter Reaktivgasatmosphäre in einem neuentwickelten Gasdruck-Sinterofen verglast. Durch dieses hybride SLA-Verfahren können geometrisch komplexe sowie kompakte und transparente Quarzglasbauteile, z.B. Glasfaser-Preformen, Axicone…, mit einer Dichte von nahezu 100 % hergestellt werden