Der neu beschaffte Entbinderungsofen im Technikum der Neue Materialien Bayreuth GmbH schließt die Prozesskette für den Metallfilament-Druck mit dem FFF-Verfahren.
Das Schmelzschichtverfahren – Fused Filament Fabrication (FFF) ist ein Verfahren der Additiven Fertigung, bei dem das Druckmaterial in Form von Metallfilamenten verarbeitet wird. Die Filamente bestehen aus Metallpartikeln, die in Kunststoff eingebunden sind.
Sie werden von einer Rolle aus in den Drucker eingezogen und dort in einer beheizten Extrudierdüse aufgeschmolzen. Durch die Bewegungen der Düse und der Bodenplatte wird aus dem aufgeschmolzenen Material Schicht für Schicht ein dreidimensionales Bauteil aufgebaut. Dieses besteht zunächst aus Metall mit Kunststoffbestandteilen. Um ein rein metallisches Bauteil zu erhalten, werden die organischen Bestandteile bei der anschließenden Entbinderung entfernt. Die Entbinderung kann chemisch oder thermisch vorgenommen werden. Die thermische Entbinderung erfolgt in einem Ofen. Der abschließende Sinterprozess sorgt schließlich dafür, dass die verbliebenden Metallpartikel fest miteinander verschmelzen, wodurch das Bauteil seine endgültigen, rein metallischen Eigenschaften erhält.
Bislang werden bei diesem Verfahren schweißbaren Legierungen verarbeitet, da die aus diesen Materialien gedruckten Teile– unabhängig vom Druckverfahren, wie FFF, Cold Metall Fusion oder Lithographie-Verfahren – bei der Entbinderung und dem Sinterprozess keine Rissbildung zeigen.
Die NMB verfügt über das Know-How, um auch schwer oder nicht schweißbare Werkstoffe, die zu rissbehafteten Bauteilen führen, mit dem FFF-Verfahren verarbeiten zu können.
Für Versuche mit schweißbarem und nicht schweißbarem Druckmaterial verfügt der Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) über FFF-Anlagentechnik, die die gesamte Prozesskette abdeckt. Diese reicht von einem FFF-Drucker über einen Entbinderungsofen und einen Sinterofen, die beide wahlweise unter Vakuum oder Schutzgas-Atmosphäre arbeiten, bis hin zu einer Wärmebehandlungsanlage zur Verbesserung der Bauteileigenschaften. Eine Besonderheit der NMB-Anlage ist, dass sie auch für Untersuchungen zur Verarbeitung nicht schweißbarer Hochtemperaturlegierungen ausgelegt ist, wie Nickellegierungen, die im Triebwerks- und Turbinenbau eingesetzt werden. Hierbei müssen hochgefüllte Metallfilamente mit einem Metallgewichtsanteil von mindestens 90 % verarbeitet werden können.
NMB eröffnet damit die Möglichkeit, gedruckte Bauteile aus einem breiten Spektrum metallischer Werkstoffe rissfrei und spannungsarm zu entbindern und zu sintern.
Ansprechpartner
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Dipl.-Ing. (FH) Natalja Agarkov | E-Mail natalja.agarkov@nmbgmbh.de
