Der neue 3D-Drucker des IMPT arbeitet im sogenannten Laser Powder Bed Fusion-Verfahren (LPBF). Dabei wird eine dünne Metallpulverschicht auf eine Bauplattform aufgetragen und lokal mit einem Laser aufgeschmolzen. Anschließend wird die Bauplattform minimal abgesenkt und der Vorgang wiederholt. So entsteht Lage für Lage das gewünschte Bauteil.
Auflösung im Mikrometerbereich
Da die winzigen Metall-Partikel gesundheitsgefährdend sind, arbeitet der 3D-Drucker MPRINT+ mit Kartuschen, sodass der Kontakt mit dem Pulver reduziert wird. Das Pulver wird in einer Schichthöhe von 20 bis 80 µm aufgetragen und mit einem 200-W-Laser mit einem Fokusdurchmesser von 45 µm aufgeschmolzen. Der sogenannte Auspackprozess, also das Entfernen des überschüssigen Pulvers vom Bauteil, erfolgt in einer weiteren, vollständig geschlossenen Anlage.
Wiederverwendung des Pulvers
Nicht aufgeschmolzenes Pulver wird gesammelt und gesiebt. Dadurch kann es beim nächsten Druckauftrag vollständig wiederverwendet werden und es entsteht ein nachhaltiger Pulverkreislauf. Der neue 3D-Drucker erweitert das Anlagenportfolio des IMPT. Mehrere Kunststoff-3D-Drucker werden dort bereits genutzt. Der Metall-3D-Drucker wird in Zukunft für verschiedenste Anwendungen eingesetzt. Im Fokus stehen dabei Vakuumkomponenten oder auch vollständige Kammern mit individualisierten Anschlüssen.
Vorteile des Metall-3D-Drucks
3D-Druck erlaubt die Fertigung komplizierter und gewichtsreduzierter Geometrien, welche mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht realisierbar sind – zum Beispiel die Integration von Kühlkanälen in thermisch belastete Bauteile oder Werkzeuge. Der 3D-Druck mit Metall bietet einen weiteren Vorteil im Vergleich zum konventionellen Kunststoff-Druck: Weil Metall thermisch und mechanisch stärker belastbar ist, können die gedruckten Komponenten extremen Drücken und Temperaturen standhalten. Dadurch wird die Qualität des Prototypenbaus am IMPT auf eine neue Stufe gehoben.
