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Werkzeugbau mit 3D-Druck: Forscher vom Fraunhofer IKTS entwickeln Hartmetall-Werkzeug mit anpassbaren Eigenschaften aus dem 3D-Drucker

Das Fraunhofer IKTS wird seine gedruckten Hartmetall-Werkzeuge auf der World PM 2016 Congress & Exhibition – einem vo
m 9. bis 13. Oktober in Hamburg stattfindenden Welt-Pulvermetallurgie-Kongress – vorstellen.

ZLogo Fraunhofer IKTSur Herstellung des Werkzeugs im 3D-Druck-Verfahren verwendeten die ITKS-Wissenschaftler ein Bindemittel. Das eingesetzte Sintercarbid besteht aus feinen Karbid-Teilchen, die in einem Verbund mit einem Bindemetall zementiert wurden. Dabei handelt es sich um ein extrem hartes Material, dass häufig im Maschinenbau, Fahrzeugbau und der Baustoffindustrie verwendet wird.

Nach Angaben der Forscher weist ihr im Bindemittel Strahl 3D-Druckverfahren hergestelltes Hartmetall-Werkzeug eine vergleichbare Qualität auf wie Werkzeuge, die im klassischen Verfahren gefertigt wurden. Es lassen sich den Angaben zufolge komplexe Formen mit dem 3D-Druckverfahren herstellen.

Das Besondere am 3D-Druckverfahren ist eine Form des Bindemittel Jetting. Im Rahmen des Prozesses werden Pulver oder Granulate aus einem keramischen Hartstoff wie Wolframcarbid schichtweise aufgebaut und durch den Druckkopf mit einem organischen Bindematerial schichtweise aufgebaut. Die Bindematrix besteht aus Kobalt und Nickel oder Eisen.

Das Bindematerial dient als Klebstoff zwischen den einzelnen Schichten des Pulvers. Die Forscher konnten sogar selektiv die Biegefestigkeit, Zähigkeit und Härte einstellen, wenn sie den Anteil des Bindematerials variierten. Je geringer der Anteil an Bindemittel ist, desto härter wird die gedruckte Komponente.

Die vom Fraunhofer IKTS entwickelten Prototypen haben einen Bindemittel-Anteil von 12 und 17 Gewichtsprozent und zeigen eine Struktur, die vergleichbar mit konventionell gefertigten Werkzeugen ist. Die gedruckten Hartmetall-Werkzeuge werden vom 9. bis 13. Oktober 2016 auf der World PM2016, einer Pulvermetall-Konferenz, in Hamburg für alle Besucher zu sehen sein.

Drahtziehdüse nach Sinterung

Drahtziehdüse im Rohzustand nach Sinterung. (Bild © ikts.fraunhofer.de)

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