7 neue Materialien für den 3D-Druck

Die aktuellen Entwicklungen bei anwendungsspezifischen Werkstoffspezialitäten

Additive Fertigung
Additive Manufacturing
Nichteisenwerkstoffe
Offene Materialplattformen haben den Zweck, neue Materialien für unterschiedliche Drucktechnologien zu qualifizieren. Für die Fachzeitschrift Konstruktionspraxis hat Dipl-Ing. Dorothee Quitter die jüngsten Entwicklungen vorgestellt. 

Velo 3D, Spezialist für die Herstellung von 3D-Druckern für die Metallfertigung, berichtet über ein neues Superlegierungspulver für den Hochleistungssektor in Luftfahrt, Energie, Öl, Gas und Raumfahrt. Das nickelbasierte Amperprint 0233 Haynes 282 zeichnet sich laut dem Unternehmen durch seine hohe Kriechfestigkeit, thermische Stabilität, Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit aus. Das Material eignet sich für Hochtemperaturanwendungen wie Gasturbinen und Trägerraketen.

Oerlikon hat ein Metallpulver konzipiert, dass die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit von rostfreien Super-Duplex-Stählen (DSS) erreicht. Die hochentropische Legierung mit einer Duplex-Mikrostruktur im Nanobereich soll für das Laserschmelzen eingesetzt werden. Sie sei so konzipiert, dass sie die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit von rostfreien Super-Duplex-Stählen (DSS) erreicht. Laut Oerlikon AM ist die neue 3D-Druck-Legierung im Vergleich zu konventionell gefertigten Bauteilen weniger anfällig für Veränderungen infolge Hochtemperaturbetrieb und erfordert nur eine einstufige Wärmebehandlung. Beispielsweise lassen sich mit dem Metallpulver Kreiselpumpenlaufräder additiv fertigen. Die mit der neuen Legierung gedruckten Teile sollen nach Herstellerangaben rissfrei sein, wenn ein Standard-Pulverbett-Laserstrahlschmelzverfahren ohne Vorwärmung der Grundplatte verwendet wird.

Für Anwendungen im Motorraum und im Innenraum von Kraftfahrzeugen wie Verschlüsse, Abdeckungen, Steckverbinder, Gehäuse oder elektrische Verriegelungen eignet sich das neue Photopolymer Figure 4 Rigid 140C Black von 3D Systems. Das Material hat eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 124 Grad Celsius bei 1,82 Megapascal. Es soll eine vergleichbare Zähigkeit wie spritzgegossene Polybutylen-Glasfasern bieten und zudem eine schnelle und unkomplizierte thermische Nachhärtung ermöglichen. Das zweikomponentige Epoxid-/Acrylat-Photopolymer wurde auf das Äquivalent von acht Jahren Einsatz in Innenumgebungen und eineinhalb Jahren in Außenumgebungen gemäß ASTM D4329 und ASTM G194 getestet. 

Das Unternehmen Desktop Metal verwendet D2-Werkzeugstahl zum Herstellen von Hochleistungsmetallteilen mittels der Bound Metal Deposition (BMD)-Technologie. Der kohlenstoffreiche, hochchromhaltige und lufthärtende D2-Werkzeugstahl ist aufgrund seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit ein Schlüsselmaterial für Kaltarbeitswerkzeuge, beispielsweise Stanzwerkzeuge, Präge- und Kalibrierwerkzeuge, Scherschneidwerkzeuge, Lehren, Polierwerkzeuge und andere Verschleißteile.

Das Chemieunternehmen Altana bietet zwei neue Hochleistungs-Harze an. Die beiden 3D-Druckmaterialserien „High Performance“ und „Prototyping“ wurden für Endanwendungen im harzbasierten 3D-Druck entwickelt. Zu den Eigenschaften der zählen hohe Wärmeformbeständigkeit, Zähigkeit und Flexibilität. Die Materialserien umfassen hoch wärmeformbeständige als auch hochauflösende Materialien. Laut Hersteller erlaubt die geringe Viskosität der Harze einen zuverlässigen Einsatz in zeit- und kosteneffizienten Druckprozessen. Die Harze eignen sich für Anwendungen in der Automobil-, Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie sowie der Medizintechnik.

Vom Chemieunternehmen Evonik kommen die beiden neuen Photopolymere Infinam RG 3101 L und Infinam FL 6300. Infinam RG 3101 L ist ein Spezialkunstharz mit hoher Temperaturbeständigkeit. Mit dem Polymer können beispielsweise Komponenten für Drohnen oder Automobilteile hergestellt werden, da es selbst bei starken Krafteinwirkungen bruchfest bleibt. Infinam FL 6300 L ist das erste industriell einsetzbare Elastomer aus der Klasse der Photopolymere. Laut Evonik bietet es eine hervorragende Tieftemperaturelastizität und lässt dynamische Belastungszyklen von bis zu einer Million Lastwechseln zu.

Formlabs stellt ein statisch ableitendes Harz vor. Das robuste ESD-(Electro Static Discharge)Resin ist sowohl hochwertig als auch kostengünstig. Es soll für neue 3D-Druckanwendungen in der Elektronik-, der Automobil- und der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden. 

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