Forscher vom MSAM Lab der University of Waterloo und des Unternehmens Rio Tinto Material Powders versuchten zu demonstrieren, dass Metal Binder Jetting eine kostengünstige und zuverlässige Alternative zur konventionellen Metallteilefertigung sein kann. Bei ihrer Forschung konzentrierten sie sich auf die Reduzierung von Kostenbarrieren, durch die Verwendung von kostengünstigem, wasserzerstäubten, niedriglegiertem Stahlpulver. Gemeinsam wollen sie weiter an einem Fahrplan für die Einführung risikoarmer, preiswerter Metall-3D-Druck-Technologie arbeiten.

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Das Multi-Scale Additive Manufacturing Lab (MSAM) an der kanadischen University of Waterloo versuchte gemeinsam mit Rio Tinto Metal Powders zu demonstrieren, dass Metal Binder Jetting eine kostengünstige und zuverlässige Alternative zur konventionellen Metallteilefertigung sein kann.

In ihrer Arbeit beziehen sie sich auf die veröffentlichten Artikel „Comparison of the master sinter curves of water- and gas-atomized AISI 4340 low-alloy steel in binder jetting additive manufacturing“ und „Tailoring green and sintered density of pure iron parts using binder jetting additive manufacturing„.

Details zur Arbeit der Forscher

Um den Metall-3D-Druck in der Industrie zu nutzen, müssen Anwender die komplexen Wechselwirkungen zwischen Design, Materialien und Prozessen verstehen, um Produktqualität und Prozesszuverlässigkeit zu erreichen. Die Technologie einzuführen und zuverlässig hochwertige, fehlerfreie Teile zu produzieren, könnte sich als unerschwinglich erweisen. Um das zu verhindern, konzentrierten sich die Forscher auf die Reduzierung von Kostenbarrieren durch die Verwendung kostengünstiger wasserzerstäubter niedriglegierter Stahlpulver.

Workflow im Binder Jetting
Die Forscher des MSAM der University of Waterloo und von Rio Tinte Metal Powders arbeiteten zusammen (im Bild: Binder Jetting Workflow)(Bild © MSAM).

Gründliche Prozesskarten für das Binder Jetting hätten einen akademischen Wert, da die Methodik auf andere Materialien und Designs übertragbar wäre. Die Arbeit der Forscher könnte die industrielle Akzeptanz beeinflussen und eine kostengünstige Produktion von Metall-AM-Teilen vorantreiben. Mit ihrer Forschung können die Beteiligten den Einsatz des Binder Jettings in die breitere Pulvermetallurgieindustrie fördern und neue Marktsektoren für Rio Tinto erschließen.

Die in Metall-AM verwendeten Pulver entstehen durch Gas- oder Plasmazerstäubung. Die hochkugelförmige Pulver kosten in der Herstellung mehr als die leicht unregelmäßigen wasserzerstäubten Pulver. Für die kostengünstige Teileproduktion haben Forscher die Verwendung dieser wasserzerstäubten Pulver beim Binder Jetting untersucht. Die Arbeit der Forscher zeigte ein hohes Potenzial für die Einführung kostengünstiger wasserzerstäubter Pulver für Binder Jetting und dass der AM-Prozess und der Sinterprozess maßgeschneidert werden kann, um eine ähnliche Leistung wie gaszerstäubte Pulver zu erreichen. Die Forscher wollen weiter an einem Fahrplan für die Einführung einer risikoarmen Metall-AM-Technologie arbeiten und versuchen, die für Metall-AM-Märkte verfügbare Materialbibliothek zu erweitern.

 

3D-gedruckte Objekte
Forscher aus Kanada untersuchten den 3D-Druck mit Binder Jetting (Bild © MSAM).

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