Forscher der Universität für Wissenschaft und Technologie in Peking haben herausgefunden, dass durch das 3D-Druckverfahren des selektiven Laserschmelzens die Herstellung von metallischem Glas möglich sein soll. Eine Optimierung des SLM-Prozesses soll einen Druck ermöglichen, der zu fast 100 Prozent aus metallischem Glas besteht, ohne dass darin Kristalle eingeschlossen sind. Wir stellen die Forschungsergebnisse der chinesischen Wissenschaftler einmal genauer vor.

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University of Science and Technology Beijing LogoEin Forscherteam der Universität für Wissenschaft und Technologie in Peking fand heraus, dass das 3D-Druckverfahren Selektives Laserschmelzen das höchste Potenzial besitzt metallisches Glas additive zu fertigen. Die Forscher planten, Modelle von mehr als einem Millimeter Größe herzustellen, weil derartige Größen sich nur kompliziert fertigen lassen. Klassische Fertigungsverfahren wie Schmelzspinnen oder Gießen sind jedoch in Form und Größe limitiert.

Amorphes Metall bessere Härte als Standard-Metalle

Bereits 1960 erkannte man, dass das damals neu entstandene amorphe Metall eine bessere Härte als das übliche Metall hat und außerdem gegenüber Korrosionen beständiger ist. Von den Wissenschaftlern wurden Parameter geändert, wie die Laserstärke und Einwirkdauer. Diese Anpassungen führten dazu, dass 96 Prozent des Modells als amorphes Metall gedruckt werden konnte. Das Karlsruher Institut of Technology (KIT) arbeitet mit „Glassomer“ am 3D-Druck von Glas. Das Verfahren könnte zur optimierten Fertigung optischer Linsen aus Glas führen.

Grafische Darstellung des Verfahrens
Das SLM-Verfahren soll Fertigung von metallischen Glas ermöglichen (Bild © X.D.Nong, X.L.Zhou,Y.X.Ren).

Wie das chinesische Forscherteam aus Peking in Versuchen feststellte, bildeten sich regelmäßige kristalline Strukturen im Metall. Dies gilt es noch zu beheben. Die Kristalle führen zur Entstehung von mikroskopischen Poren und damit zu einer Schwächung des Metalls. Die niedrige Abkühlrate des SLM-Verfahrens konnte als Grund ermittelt werden.

Unterschied amorph und kristallin
Hier ist der Unterschied zwischen kristallinen und amorphen Strukturen zu sehen (Bild © X.D.Nong, X.L.Zhou,Y.X.Ren).

Eine Optimierung des Selektiven Laserschmelzen-Prozesses soll einen 3D-Druck ermöglichen, der zu fast 100 Prozent aus metallischem Glas besteht, ohne dass darin Kristalle eingeschlossen sind. Bei Form und Größe würden dann keine Einschränkungen mehr bestehen. Im März 2018 berichteten wir über ein neues 3D-Druckverfahren von Materialforschern der North Carolina State University mit dem amorphe Metalle hergestellt werden können. Das Papier zum Verfahren der Forscher aus Beijing kann man im Journal „Optics & Laser Technology“ nachlesen: „Fabrication and characterization of Fe-based metallic glasses by Selective Laser Melting“. Mit unserem Newsletter bleiben Sie auch weiterhin über neueste 3D-Druckverfahren auf dem Laufenden. Abonnieren Sie ihn ganz einfach hier.

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