5D-Druck: Mitsubishi fertigt mit 5D-Druck 3 bis 5 mal stärkere Teile als mit einem 3D-Drucker

Mitsubishi hat am Beispiel von einem Tankdeckel ein 5D-Druck-Verfahren vorgestellt, das bei Objekten eine deutliche Steigerung der Festigkeit erreicht und dabei den Materialverbrauch reduziert. In einem Video präsentieren Mitarbeiter das Verfahren.

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Logo Mitsubishi ElectricDie Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) verwenden das Fünf-Achsen Additive Manufacturing (wird von Mitsubishi auch als 5D-Druck bezeichnet). Die gedruckten Teile sind 3 bis 5 mal stärker als ihre Gegenstücke aus dem konventionellen 3D-Druckverfahren, wie Mitsubishi in einem Video erläutert. Das MERL unterstützt den Mutterkonzern Mitsubishi Electric United States mit neuen Ideen und Produkten.

Vor zwei Jahren gab der Geschäftsbereich „Schwerindustrie“ des Konzerns bekannt, die Additive Fertigung zur Herstellung von Raketenteilen einzusetzen. Zur Zeit liegt der Schwerpunkt bei MERL, 3D-gedruckte Teile mit höherer Festigkeit für kritische Anwendungen herzustellen, ähnlich auch wie bei Airbus.

5D-Drucker
5D-Drucker: Der 3D-Drucker verfügt über 5-Achsen und wird von Mitsubishi zur Forschung im Additive Manufacturing eingesetzt (Bild © Screenshot; YouTube/Mitsubishi Electric Research Labs (MERL)).

Der 3D-Druck mit fünf Achsen ermöglicht es, 3D-Objekte mit unterschiedlichen internen Strukturen additiv zu fertigen. In einem Experiment zeigte William Yerazunis, Senior Principal Research Scientist bei MERL, die Vorteile des „5D-Drucks“. Als erstes fertigte er mit einem konventionellem dreiachsigen 3D-Drucker eine kleine Kunststoffdruckkappe auf einem Standard-Druckbett. Die Kappe war wegen ihrer gleichmäßig geschichteten Struktur schwächer als ein Spritzgussteil. Die Schichten der Kappe seien Yerazunis zufolge beim klassischen 3D-Druckverfahren flach. Die Kraft des Drucks würde den Tankdeckel entlang der Linie der Haftung leichter auseinanderreißen zwischen den einzelnen Schichten, erklärte er.

Sein Team demonstrierte die Unterschiede mit dem Druck des gleichen Tankdeckels nach dem gleichen CAD-Modell unter Verwendung des 5D-Druckverfahrens. Die Schichten wurden von flach zu gebogen entlang der Linie geändert, was 45 Prozent weniger Materialeinsatz zur Folge hatte und die Kappe drei bis fünf mal stärker machte. Der Tankdeckel aus dem klassischen 3D-Drucker hielt einem Druck von 0,1 Megapascal stand, während sich der Widerstand des 5D-Tankdeckels auf 3,7 Megapascal belief. Die deutliche Steigerung der Festigkeit und die Reduktion des Materialverbrauchs zeigen, dass die 5D-Fertigung eine ernsthafte Option für Mitsubishi und andere Unternehmen für die Fertigung von Fahrzeugteilen sein kann, mit der Folge, dieses Verfahren weiter durch Forschungen zu optimieren.

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