Das Schweizer 3D-Druck-Unternehmen Oerlikon AM stellt mit „AlxCrFe2Ni2“ eine neue Hochentropie-Legierung vor, die die Super-Duplex-Edelstähle in puncto Festigkeit übertreffen soll. Das Material eignet sich für den industriellen 3D-Druck von Strukturkomponenten. Ein analytisches Software-Tool verhalf Oerlikon AM dazu, die Entwicklung der Legierung von Jahren auf wenige Monate zu verkürzen. Wir stellen es vor.

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Oerlikon AM LogoDer 3D-Druck-Service Oerlikon AM hat in einer Pressemitteilung eine neue Hochentropie-Legierung (AlxCrFe2Ni2) für die additive Herstellung von Strukturkomponenten wie Kreislaufpumpenrädern vorgestellt. Das Material soll eine Alternative zu Super-Duplex-Edelstählen (DSS) darstellen und vergleichbare Festigkeits- und Korrosionsbeständigkeitseigenschaften aufweisen, heißt es vom Hersteller. Super-Duplex Edelstahl kam zum Beispiel im Frühjahr 2021 bei Sandvik zum Einsatz, als diese mit BEAMIT ein extrem robustes Laufrad hergestellt haben.

Vorteile der neuen Hochentropie-Legierung

Das Legierungspulver mit hoher Entropie zeichnet sich durch eine nanoskalige Duplex-Mikrostruktur aus. Oerlikon AM erklärt weiter, dass die Metalllegierung die Festigkeit von DSS übertrifft und zahlreiche Vorteile bezüglich der Verarbeitbarkeit bietet. Teile, die mit der neuen Legierung entstehen, sind laut dem Unternehmen mit dem Powder Bed Fusion-3D-Druckverfahren auch ohne Grundplattenvorwärmung rissfrei. Ein weiterer Vorteil der neuen Legierung ist die Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen. Außerdem benötigt sie nur eine einstufige Wärmebehandlung zur Endbearbeitung der Teile.

DSS-Materialien benötigen in der Regel komplexe Wärmebehandlungen nach der Bearbeitung, um das Risiko unerwünschter Phasen in der Mikrostruktur des Teils zu reduzieren. Sie unterliegen außerdem auch bei hohen Temperaturen der Versprödung.

Verarbeitung mit Powder Bed Fusion

Die Powder Bed Fusion mit der Legierung zu verwenden erlaubt ein hohes Grad an Designfreiheit. Endbenutzer können komplexere, optimierte Geometrien für Teile wie Laufräder entwerfen. Das 3D-Druck-Material weist beim Druckprozess eine glatte Oberflächenqualität auf. Das Material von Oerlikon AM ist im Rahmen des NADEA-Projekts entstanden, einem europäischen Gemeinschaftsforschungsprojekt, das sich auf Legierungen mit hoher Entropie konzentriert.

Das proprietäre Scoperta Rapid Alloy Development Tool von Oerlikon Metco ist ein analytisches Softwaretool, das für Oerlikon AM der Schlüssel zur effizienten Entwicklung des Pulvers war. Mit diesem Tool soll die Entwicklung neuer Metalllegierungen von Jahren auf wenige Monate rationalisierbar sein.

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