Grenzen der mehrstufigen Herstellung von Metallbauteilen mittels FLM-Druck

Bruchfläche eines mehrstufig additiv gefertigten Zugstabes
© Fraunhofer IPA

Neben dem etablierten selektiven Laserschmelz Verfahren (SLM) besteht die Möglichkeit metallische Bauteile durch mehrstufige Verfahren herzustellen. Hierbei werden sogenannte Grünkörper erzeugt und diese in thermischen Nachbehandlungsschritten entbindert und gesintert. Die Verfahren werden im Pulverspritzguss seit Jahren eingesetzt und können ebenso auf additive Fertigungsverfahren übertragen werden. Mit dem FLM (Fused Layer Modeling) Verfahren lassen sich auf kostengünstigen Anlagen Grünkörper mittels metallischen Filament erzeugen. Dieses Verfahren bietet damit die Möglichkeit der wirtschaftlichen Fertigung metallischer Bauteile, die besonders für kleine Unternehmen von Interesse sind. Gleichzeitig sind die Restriktionen sowie die erzielbaren Eigenschaften wie z.B. Zugfestigkeit in allen Raumrichtungen noch nicht bekannt.

Projektablauf

Innerhalb des Exploring Projects wurde untersucht, welche Grenzen der Prozess hinsichtlich Komplexität der Bauteile besitzt, wie der Prozess parametriert werden muss und welche Eigenschaften die metallischen Bauteile aufweisen. Spezifisch wurde am Material 316L untersucht, wie Grünkörper aufgebaut werden können, wie diese durch die thermischen Nachbehandlungsverfahren „Entbindern“ und „Sintern“ schwinden und wie dies kompensiert werden kann. Darüber hinaus wurden erreichbare Dichten und Festigkeiten ermittelt.

Projektnutzen

  • Kurzfristige, kostengünstige additive Fertigung von Metallbauteilen
  • Kenntnis über Restriktionen und Möglichkeiten des Fertigungsverfahrens
  • Aufbau von Know-How mit dem Edelstahl-Werkstoff 316L

   

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