Edito (4/2017)

Neue Metalle für den 3D-Druck

Additive Fertigung ist das Schlagwort der Stunde in der produzierenden Industrie: Statt gegossen, gefräst oder geschmiedet wird das Objekt Schicht für Schicht aus Metallpulver und Laserlicht oder einem fokussierten Elektronenstrahl aufgebaut. Damit lassen sich Bauteile mit fast jeder beliebigen geometrischen Struktur realisieren. Dies eröffnet ganz neue Möglichkeiten: etwa Bauteile für Flugzeuge, die leichter und gleichzeitig fester sind.

Diese Fertigungsmethode wird zwar bereits vielerorts kommerziell angewendet, doch komplett ausgereift ist sie noch lange nicht. Es gibt noch viele Details zu erforschen und zu verstehen, nicht zuletzt, wenn es um die verwendeten Materialen selber geht: Was geschieht durch den schichtweisen Aufbauprozess mit der inneren Struktur der Legierungen? Welche Materialen eignen sich überhaupt für diese Fertigungsmethode? Ist es möglich, durch «Additive Manufacturing» neue Materialen zu kreieren, die zum Beispiel den herkömmlichen Schmelz- und Giessprozess nicht überstehen würden?

Diesen Fragen widmete sich das erste «Alloys for Additive Manufacturing»-Symposium (AAMS), das über 100 Forschende aus Europa, den USA und Asien an die Empa nach Dübendorf lockte. Dass die Konferenz hochkarätig besetzt war, kommt nicht von ungefähr: Während in der Forschung zu «Additive Manufacturing» der Fokus in den letzten Jahren hauptsächlich auf der Fertigungsmethode lag, rücken nun die verwendeten Legierungen immer stärker ins Zentrum der Forschung. Kein Wunder, denn viele kommerziell verwendete metallische Werkstoffe wurden für herkömmliche Prozesse wie Giessen oder Schmieden optimiert. Durch den Fertigungsprozess per Laser oder Elektronenstrahl werden die Werkstoffe aber einem ganz anderen Zeit-Temperatur-Profil ausgesetzt.

Für die Zukunft entscheidend ist es, die zurzeit noch geringe Anzahl an prozessierbaren Legierungen rasch zu erweitern. Im Fokus der Forschung an der Empa stehen unter anderem so genannte Nickel-basierte Superlegierungen, hochfeste Aluminiumlegierungen sowie Edelmetalle für den Uhren- und Schmuckbereich. Gleichzeitig werden aber auch neue zusammengesetzte Werkstoffe möglich, die durch konventionelle Fertigungsmethoden kaum realisierbar sind, zum Beispiel Verbindungen aus Metallen und Diamanten.

 

Aldo Tormen

Chefredaktor