Neues kostengünstiges Eisenpulver für Additive Fertigung

Kosten konnten um 90 Prozent reduziert werden

Das Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden hat ein Eisenpulver für die pulverbettbasierten Verfahren Selektiver Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) und Selektive Laserschmelzen (SLM) entwickelt.

Demonstratorbauteil aus Eisenpulver, gefertigt durch Selektives Elektronenstrahlschmelzen (Design aus Agent-3D)./Bild: Fraunhofer IFAM Dresden

Das Fraunhofer Institut IFAM in Dresden hat eine Herstellungsmethode für ein Eisenpulver für den 3D-Druck entwickelt, mit dem sich die Kosten deutlich reduzieren lassen: Die Preise für das Eisenpulver betragen nur etwa 10 Prozent der aktuellen Kosten. Auch für andere Werkstoffe gibt es preiswerte Alternativen, beispielsweise das HDH-Titanpulver.

Bisher werden für die additive Fertigung in den Verfahren Selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) und Selektives Laserschmelzen (SLM) nur sphärische Pulver verwendet, die mittels Inertgasverdüsung hergestellt werden. Die Preise für diese Pulver sind sehr hoch.

Wissenschaftler am Fraunhofer Institut IFAM in Dresden konnten jetzt zeigen, dass mit den neuen Eisenpulver und SEBM-Verfahren formstabile Bauteile gefertigt werden können. Trotz der unregelmäßigen Partikelform und der erwartbaren schlechteren Fließfähigkeit im Vergleich zu gasverdüsten Pulvern ist dieses Eisenpulver eine Low-Cost-Alternative. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass das SEBM-Verfahren eine sehr robuste Technologie in Bezug auf Variationen der Fließfähigkeit des Pulvers ist.

Darüber hinaus gab es Versuche mit verschiedenen Pulvermischungen und der Prozessierung verschiedener Legierungen, die erfolgreich waren. Derzeit laufen weitere Untersuchungen zum jeweiligen Legierungsverhalten.

Das Fraunhofer Institut IFAM Dresden hat damit eine preiswerte Alternative für die additive Fertigung von Stählen gefunden, die auch auf andere Materialien übertragbar ist. Die Flexibilität der Werkstoffe steigt und eine größere Werkstoffpalette wird erschwinglich.

Das Fraunhofer IFAM Dresden bietet Partnern aus Industrie und Forschung vielfältige Entwicklungsleistungen vom Pulver bis zum Bauteil, z. B. in Form von Machbarkeitsstudien, der Bewertung von Pulvern für die additive Fertigung und der Qualifizierung neuer Werkstoffe. Weiterhin ist die Bauteilentwicklung beginnend beim Pulver und weiterführend über die Konstruktion (z. B. Topologieoptimierung zur Gewichtseinsparung und/oder Bauteilintegration) bis zur Herstellung und Nachbearbeitung Bestandteil des Angebotes.

Im Innovation Center Additive Manufacturing (ICAM) hat das Institut seine Technologien im Bereich der Additiven Fertigung an einem Ort gebündelt und kann so Lösungen für unterschiedliche Fragen aus einer Hand anbieten. Dem Kunden stehen die Verfahren Selektives Elektronenstrahlschmelzen, dreidimensionaler Siebdruck, Filamentdruck sowie dreidimensionaler Schablonendruck und Dispensdruck am Standort zur Auswahl.