Neues Verfahren zur Metallbearbeitung mittels 3D-Druck

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Neues 3D-Druckverfahren ermöglicht Massenproduktion von Metallprodukten mit gewünschten Eigenschaften.

Diese Methode ist ein gemeinsames Forschungsprodukt vieler Expertengruppen aus verschiedenen Organisationen, wie der Universität Cambridge (Großbritannien), der Nanyang Technological University (Singapur), dem Paul Scherrer Institut (Schweiz), dem Finnischen Technischen Forschungszentrum und der Australian Nuclear Science and Technology Organization.

Die neue Technik ermöglicht es, während des 3D-Drucks strukturelle Änderungen an Metalllegierungen vorzunehmen und ihre Eigenschaften zu optimieren, ohne auf das traditionelle, seit Tausenden von Jahren angewandte Verfahren des Warmschmiedens zurückgreifen zu müssen. Die Forschungsergebnisse wurden offiziell in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Die moderne 3D-Drucktechnologie bietet gegenüber anderen Fertigungsmethoden mehrere Vorteile. Es ermöglicht die Herstellung von Produkten mit komplexen Formen und verbraucht viel weniger Material als herkömmliche Herstellungsmethoden. Allerdings sind auch gewisse Nachteile damit verbunden.

„Eines der Hauptprobleme sind die hohen Produktionskosten, die durch die Notwendigkeit der Nachbearbeitung des Produkts entstehen“, sagte Dr. Matteo Seita vom Forschungsteam der Universität Cambridge.

Seit der Bronzezeit werden Metallprodukte durch Erhitzen und Schmieden hergestellt. Mit diesem Verfahren lässt sich das Metall in die gewünschte Form bringen und erhält die erforderlichen Eigenschaften, wie beispielsweise Duktilität oder Festigkeit.

Allerdings ermöglichen aktuelle 3D-Drucktechniken noch keine vergleichbare Kontrolle der Eigenschaften, sodass nach Abschluss des Druckvorgangs weitere technische Eingriffe erforderlich sind.

Seita und Kollegen haben eine neue Methode zur 3D-Druck-Metallverarbeitung entwickelt, die eine Kontrolle über die innere Struktur des Materials ermöglicht, während es mit einem Laser geschmolzen wird. Bei dieser Methode wird die Standardtechnologie des Laser-3D-Drucks verwendet, allerdings mit einer leichten Prozessänderung.

„Wir haben herausgefunden, dass der Laser wie ein ‚Mikrohammer‘ wirkt und dabei hilft, das Metall während des 3D-Druckprozesses zu härten“, sagte Dr. Matteo Seita.

Produkte, die mit dem neuen 3D-Druckverfahren aus Metall hergestellt werden, weisen sowohl in der Theorie als auch in der Praxis die gleichen Eigenschaften auf wie mit herkömmlichen Verfahren hergestellter Stahl.

„Wir glauben, dass diese Methode die Kosten des 3D-Metalldrucks senken, die Nachhaltigkeit verbessern und die metallurgische Industrie revolutionieren wird“, fügten die Experten hinzu.

(laut Securitylab)

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Quelle