Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) ist ein additives Fertigungsverfahren, das auf lithografischen Prinzipien basiert und die Herstellung hochpräziser metallischer Klein- und Mikrobauteile ermöglicht. Dieses Verfahren kombiniert die Technologien der Photopolymerisation mit dem Metallpulverspritzgießen (Metal Injection Molding, MIM), um komplexe Geometrien mit hoher Maßgenauigkeit und exzellenter Oberflächenqualität zu realisieren.
Inhalt:
Technologie
Der LMM-Prozess beginnt mit der Herstellung einer Paste, die aus Metallpulver und einem photosensitiven Bindemittel besteht. Diese Paste wird schichtweise aufgetragen und mittels selektiver Belichtung durch eine Lichtquelle verfestigt. In den belichteten Bereichen härtet das Bindemittel aus und fixiert die Metallpartikel in der gewünschten Form. Nach dem Aufbau des gesamten Bauteils wird das ungehärtete Material entfernt, und das verbleibende „Grünteil“ durchläuft einen Entbinderungs- und Sinterprozess. Während des Sinterns verdichtet sich das Bauteil, wodurch es seine endgültigen mechanischen Eigenschaften und die gewünschte Dichte erhält.
Werkstoffe
LMM ist mit einer Vielzahl von Metallpulvern kompatibel, darunter Edelstahl, Titan, Kobalt-Chrom-Legierungen und andere. Die Auswahl des Materials hängt von den spezifischen Anforderungen des Endprodukts ab, wie z.B. mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Biokompatibilität.
Vorteile der LMM-Technologie
- Hohe Präzision: LMM ermöglicht die Fertigung von Bauteilen mit feinen Details und engen Toleranzen, was besonders für Mikrobauteile von Vorteil ist.
- Komplexe Geometrien: Durch den schichtweisen Aufbau können komplexe Strukturen realisiert werden, die mit traditionellen Fertigungsverfahren schwer oder gar nicht herstellbar sind.
- Materialeffizienz: Da nur das benötigte Material verwendet wird, reduziert LMM den Materialabfall und trägt zu einer nachhaltigeren Produktion bei.
Anwendungsgebiete
LMM findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter:
- Medizintechnik: Herstellung von Implantaten und chirurgischen Instrumenten mit hoher Präzision.
- Elektronik: Produktion von Komponenten für Mikroelektronik und Sensorik.
- Luft- und Raumfahrt: Fertigung von leichten und dennoch robusten Bauteilen mit komplexen Geometrien.
Forschung und Entwicklung
Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Dresden ist eine führende Einrichtung in der Erforschung und Anwendung der LMM-Technologie. Als eine der ersten weltweit hat das Institut eine LMM-Anlage in Betrieb genommen und erweitert damit seine umfangreiche Expertise im Bereich der additiven Fertigung.
Zusammenfassung
Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) ist ein innovatives additives Fertigungsverfahren, das die Herstellung hochpräziser metallischer Bauteile ermöglicht. Durch die Kombination von Lithografie und Metallpulverspritzgießen bietet LMM zahlreiche Vorteile, insbesondere in Branchen, die komplexe und präzise Metallkomponenten erfordern.
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