Der US-amerikanische 3D-Drucker-Hersteller Desktop Metal konnte den 4140 niedriglegierten Stahl erfolgreich für seine Production System-Plattform qualifizieren. Die Plattform arbeitet mit der Single Pass Jetting-Technologie und ermöglicht schnelle und flexible Herstellungsprozesse in der metallgenerativen Fertigungsindustrie. Es ist das erste Mal, dass der 4140 niedriglegierter Stahl für die Verwendung mit Metall-Binder-Jetting-3D-Drucksystemen qualifiziert wurde.

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Desktop Metal hat die Verwendung von 4140 niedriglegiertem Stahl für die Production System-Plattform qualifiziert, welche mit der zum Patent angemeldeten Single Pass Jetting-(SPJ)-Technologie funktioniert. Damit sollen schnellste Baugeschwindigkeiten in der metallgenerativen Fertigungsindustrie erreicht werden, wie Desktop Metal dem 3D-grenzenlos Magazin in einer Pressemitteilung erklärt. Das Material 4140 niedriglegierter Stahl wurde erstmalig für die Verwendung mit Metall-Binder-Jetting-Systemen qualifiziert.

Details zur Arbeit mit 4140 niedriglegiertem Stahl

Production System Plattform
Die Production System Plattform P50 (im Bild) wird im zweiten Quartal 2021 ausgeliefert (Bild © Desktop Metal).

Der vielseitige niedriglegierte Stahl 4140 ist zäh, sehr zugfest und abrieb- und schlagfest. Der universelle und wärmebehandelbare Stahl kann für viele Automobil-, Öl-, Gas- und Industrieanwendungen wie Getriebe, Bohrlochwerkzeugkomponente, Kupplungen und mehr verwendet werden.

Der 4140 niedriglegierte Stahl erfüllt laut Desktop Metal die MPIF 35-Standards für strukturelle Pulvermetallurgieteile der Metal Powder Industries Federation. Zusammen mit der Production System-Plattform, die wir im Dezember 2020 vorgestellt haben, reduziert sich der Einsatz von Werkzeugen, die Materialverschwendung, Produktionszeiten und Teilekosten.

Anwendungsbeispiel

Komponente für die Servolenkung
Der 4140 niedriglegierte Stahl ermöglicht äußerst feste und harte Druckergebnisse, die bei Keilzähnen für dieses Gelenk unerlässlich sind (Bild © Desktop Metal).

Als Anwendungsbeispiel nennt Desktop Metal ein Gelenk zur Kraftübertragung zwischen einem elektrischen Servolenkmotor und der Lenkwelle in einem Automobil. 4140 ermöglicht äußerst feste und harte Druckergebnisse, die bei Keilzähnen unerlässlich sind. Der herkömmliche Press- und Sinterprozess würde in diesem Fall eine teure Form erfordern.

Das Production-System P-50 produziert werkzeuglos, reduziert die Durchlaufzeiten und ermöglicht eine flexiblere Konstruktion für Stückzahlen von bis zu 1,2 Millionen pro Jahr bei voll belasteten Teilekosten von nur 2,45 $ (knapp 2 Euro). Während das Automobilunternehmen Ford eines der ersten Firmen ist, die das Production-System P-1 bereits erhalten haben, werden sich Kunden des P-50 bis zum zweiten Halbjahr 2021 gedulden müssen. Dann soll auch das Production-System P-50 ausgeliefert werden.

Desktop Metal über sein Material

Jonah Myerberg, Mitbegründer und CTO von Desktop Metal, erklärt:

„4140 war aufgrund seines geringen Legierungsgehalts, der strengen Kohlenstoffkontrollanforderungen und der niedrigen Zündenergie ein herausforderndes Material für das Metallbindemittelstrahlen, die zusammen eine fortschrittliche Binderchemie sowie eine umfassende Druck- und Sinteroptimierung und atmosphärische Kontrolle für eine sichere Verarbeitung erfordern. Wir freuen uns, die Ersten zu sein, die 4140 für das Metal Binder Jetting qualifiziert haben, um dieses vielseitige Material für die AM-Industrie zu ermöglichen. Mit der Geschwindigkeit des Produktionssystems können Unternehmen jetzt mit Binder Jetting komplexe 4140 Teile zu wettbewerbsfähigen Kosten drucken und gleichzeitig die Festigkeit und mechanischen Eigenschaften traditionell hergestellter Alternativen beibehalten. Dies ist eine bahnbrechende Lösung für Hersteller, die an zeitaufwendige und teure Bearbeitungen und konventionelle werkzeugbasierte Fertigungsprozesse gebunden sind.“

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