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, der Australian Nuclear Science and Technology Organization usw.

Die neue Technik ermöglicht strukturelle Veränderungen an Metalllegierungen während des 3D-Drucks und die Feinabstimmung ihrer Eigenschaften, ohne auf das seit Jahrtausenden angewandte traditionelle Wärmeschmiedeverfahren zurückgreifen zu müssen. Die Forschungsergebnisse wurden offiziell in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Die moderne 3D-Drucktechnologie bietet gegenüber anderen Fertigungsverfahren zahlreiche Vorteile. Sie ermöglicht die Herstellung komplexer Produkte und verbraucht deutlich weniger Material als herkömmliche Fertigungsverfahren. Allerdings bringt sie auch gewisse Nachteile mit sich.

„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. Dieses Verfahren ermöglicht es, dem Metall die gewünschte Form zu geben und ihm die notwendigen Eigenschaften wie Duktilität oder Festigkeit zu verleihen.

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 ein neues Verfahren für den 3D-Druck von Metall entwickelt, das die Kontrolle über die innere Struktur des Materials beim Schmelzen mit einem Laser ermöglicht. Das Verfahren nutzt Standard-Laser-3D-Drucktechnologie, weist jedoch leichte Prozessmodifikationen auf.

„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