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16.10.2017 / Athanassios Kaliudis

Das Pulver für alle Fälle

D er 3D-Druck boomt: Für die Industrie birgt die neue Technologie, häufig "Additive Manufacturing" genannt, große Vorteile. Wichtigste Zutaten sind ein Laser und ein geheimnisvolles, weder fest noch flüssig wirkendes Material – feines Metallpulver!

Joachim Behm ist Diplom-Chemiker und hat 23 Jahre lang das Labor und Qualitätsmanagement eines Pulverherstellers geleitet. Seit knapp einem Jahr ist er nun bei TRUMPF für das Metallpulver zuständig – und zwar für jeden einzelnen Schritt bis zur Verarbeitung in den TruPrint Maschinen. Er gehört zum sogenannten Materials-Team, dessen Aufgabe darin besteht, die richtigen Pulver zu suchen und zu beschaffen. Wichtig dabei sind mehrere Tests im Labor mit dem Ziel, Korngröße, Korngrößenverteilung und Fließfähigkeit zu bestimmen.

In sogenannten Testbaujobs analysieren Behm und seine Kollegen die verschiedenen Metallpulver, denn die müssen auch bei Formen, die bisher kaum vorstellbar waren, die gewünschte Funktion erfüllen. Das ist der große Vorteil des 3D-Drucks: Es lassen sich Objekte von fast jeder Geometrie und Komplexität herstellen, limitierend ist eher die Fantasie als die Technik.

Aus nichts wird alles

Additive Manufacturing (AM) bedeutet, dass ein Bauteil von Grund auf neu erschaffen wird. Laser und metallisches Pulver bauen Schicht für Schicht beliebige Konturen auf – die Daten kommen direkt aus einem 3D-Konstruktionsprogramm. „Das schichtweise Aufbauen aus dem Pulverbett bezeichnen wir auch als Laser Metal Fusion oder kurz LMF“, erklärt Behm. „Es ist eine gute Alternative zu klassischen Verfahren und bietet Lösungen für viele Branchen wie Werkzeug- und Formenbau, Automobil, Dental- und Medizintechnik oder auch Luft- und Raumfahrt.“

Dinge, die man früher nicht für möglich hielt, können heute mithilfe von Laser Metal Fusion einfach umgesetzt werden.

Bereits vor mehr als zehn Jahren entstand die erste Maschine für dieses Verfahren bei TRUMPF. „Man könnte sagen, wir waren Pioniere auf diesem Gebiet.“ Gleichzeitig war man der Zeit jedoch voraus, die Nachfrage war noch zu gering, die Entwicklung wurde 2005 zunächst eingestellt. 2014 entschied man sich, die LMF-Technologie wieder aufleben zu lassen – in Form einer eigenen innovativen, kontinuierlich wachsenden Hauptabteilung: „Nach so langer Zeit in einem Unternehmen hat mich die Idee, ein neues Projekt von Anfang an in einer anderen Arbeitsumgebung mitzugestalten, sehr gereizt“, berichtet der Pulverexperte.

TRUMPF

Das Materials-Team bei der Arbeit.

TRUMPF

Der Pulverexperte Joachim Behm beschafft die richtigen Metallpulver.

TRUMPF

Natürlich hat Joachim Behm auch ein persönliches Lieblingspulver: Inconel 718. „Weil es so gut fließt.“

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Das Materials-Team bei der Arbeit.

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Der Pulverexperte Joachim Behm beschafft die richtigen Metallpulver.

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Natürlich hat Joachim Behm auch ein persönliches Lieblingspulver: Inconel 718. „Weil es so gut fließt.“

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Neben einer neuen Maschine, die im November Markteinführung feiert, und zahlreichen anderen Entwicklungsthemen arbeitet der AM-Bereich auch am Vertrieb von Pulvern. In Lagerregalen und Schränken stapelt sich eine Vielzahl von Pulverbehältern. Deren Inhalt prüfen die Mitglieder des Materials-Teams im TRUMPF eigenen Pulverlabor. Um die Eigenschaften vollständig zu analysieren, lassen sie sogar Testbauteile drucken, schneiden sie auf und untersuchen sie unter dem Mikroskop – unter anderem auf Porosität und Masse. Nach zahlreichen Tests legen Maschinenexperten für alle Pulver die passenden Parameter fest. Diese zeigen an, mit welchen Maschineneinstellungen, wie etwa Laserleistung oder Prozessgeschwindigkeit, sich das Pulver bestmöglich verhält.

Es muss fließen

Seit dem 1. September sind die ersten TRUMPF Standardpulver verfügbar. Sie werden an Kunden aus den unterschiedlichsten Sparten verkauft. In Kombination mit den richtigen Parametern und natürlich der passenden TruPrint Maschine entstehen die Bauteile der Zukunft. Joachim Behm sieht in dieser Technologie einen großen Fortschritt: „Dinge, die man früher nicht für möglich hielt, können heute mithilfe von Laser Metal Fusion einfach umgesetzt werden. So entstehen ganz neue Denkwege – diese Offenheit ist genau das, was wir brauchen.“

Prinzipiell gibt es laut Behm fast unendlich viele Möglichkeiten von Legierungen, die man aus den mehr als 50 Metallen des Periodensystems herstellen kann. Besonders wichtige Materialien für den 3D-Druck sind Titan und Titan-Aluminium-Legierungen, da sie bei wenig Gewicht eine hohe Belastbarkeit besitzen, was für die Luft-und Raumfahrt einen großen Vorteil darstellt. In der Medizintechnik werden häufig Dentalbrücken aus Kobalt-Chrom-Legierungen verwendet, und für Kraftwerke und Turbinen bieten sich Nickellegierungen an, da sie bis zu 600 Grad korrosionsfest sind. Andere Metallarten, die des Öfteren Verwendung finden, sind Edelstahl, Werkzeugstahl – und manchmal sogar Gold.

16.10.2017
Athanassios Kaliudis Chefredakteur TRUMPF Online Magazin

TRUMPF Media Relations, Sprecher Lasertechnik

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