Drucken statt gießen 3D Systems bietet jetzt eine druckbare Kupfer-Nickel-Legierung

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3D Systems und HII haben die Legierung CuNi30 entwickelt, um die Produktion von üblicherweise gegossenen Teilen deutlich zu beschleunigen. Doch damit nicht genug!

3D Systems darf nun bekannt geben, das Material CuNi30 zu vermarkten. Es handelt sich um eine korrosionsbeständige Kupfer-Nickel-Legierung, die mit dem 3D-Metalldrucker DMP Flex 350 des Unternehmens über das pulverbettbasierte Laserschmelzen verarbeitet werden kann. Diese materialtechnische Neuentwicklung ermöglicht es dem Unternehmen Newport News Shipbuilding jetzt auch, die flexible additive Fertigung einzusetzen, statt Bauteile stets konventionell zu gießen. Direktmetall-Druckteile, bei denen CuNi30 genutzt wird, um die Anforderungen des Herstellers an „Low-Volume, High-Mix-Hardware“ zu erfüllen, könnten die Effizienz der Lieferkette damit verbessern, weil mit einer um 75 Prozent geringeren Vorlaufzeit zu rechnen sei, was die Lagerkosten auch noch drücke. Die speziell für die additive Fertigung entwickelte Kupfer-Nickel-Legierung, führe im Vergleich zum Gießen zu einer höheren Bauteildichte und verbessere damit die mechanischen Eigenschaften der Komponenten.

Früher nur schwer zu bekommen – heute selber drucken!

Kupfer-Nickel-Legierungen können aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit der daraus gefertigten Bauteile und der antimikrobiellen und algenhemmenden Eigenschaften in großem Umfang in Salzwasser, Erdöl und sauren Umgebungen eingesetzt werden, wie 3D Systems anmerkt. Aus CuNi30 bestehen, wie es weiter heißt, deshalb häufig Rohrverbindungsstücke und Ventile für die Schifffahrt, für die Offshore-Öl- und Gasförderung sowie für den Einsatz in der Chemie- und Nuklearindustrie. Diese Legierungen sind außerdem mechanisch sehr stabil und können im Temperaturbereich zwischen -270 und 400 Grad Celsius eingesetzt werden, weshalb sie auch für kältetechnische Anwendungen geeignet sind.

CuNi-Legierungen waren aber früher schwer zu gießen, was teure Nachbearbeitungs- und Nachprüfungszyklen nach sich zog, um die an die Bauteile gestellten Qualitätsstandards zu erfüllen. Dies führte zu sehr langen Vorlaufzeiten und begrenzte die Anzahl von fähigen und willigen Lieferanten, die die Produktion hochwertiger Hardware unterstützen konnten. HII erkannte das Potenzial, erhebliche Vorteile herauszuschlagen, wenn es gelänge, die Fertigungsprozesse für seine Produktionskomponenten zu qualifizieren, was zur Partnerschaft mit 3D Systems führte.

Zwei neue Kunststoffe für den hochwertigen Seriendruck

Mit dem neuen transparenten Kunststoffmaterial „Figure 4 Tough Clear“ ist das erste Material seiner Art, das 3D Systems für seine „Figure 4 Plattform“ im Portfolio hat. Das Polymer ist für Teile für den Langzeitgebrauch und für funktionale Prototypen entwickelt, wie es dazu heißt. Komponenten, die daraus bestehen, sind laut Anbieter von hervorragender optischen Klarheit, die durch Nachbearbeitung noch verbessert werden kann. Das kann etwa für Flüssigkeits- und Gasströmungen zur Beobachtung des Innenlebens komplexer Baugruppen äußerst wertvoll sein. Außerdem könnte damit die Lichtdurchlässigkeit von Objektiven, Lichtleiter und Lichtabdeckungen erhöht respektive deren Reflexionsverhalten angepasst werden. Das Material gilt außerdem als schlagzäh, habe eine relativ hohe Zugfestigkeit und ein gutes Dehnungsverhalten. Diese Eigenschaften sollen zu acht Jahre stabil bleiben. Außerdem ist dieses Material für eine Vielzahl von Anwendungen mit hohen Stückzahlen von Kleinteilen wie Tragegriffe, Kurbeln, Knöpfe und Hebel, Halterungen und Konstruktionselemente, Einrastmechanismen und Befestigungselemente geeignet.

Polyamid-SLS-Pulver sorgt für stabile 3D-Druckteile

Das zweite Kunststoffmaterial für den 3D-Druck, das 3D Systems neu auf Lager hat, heißt „DuraForm PAx Black“, das mit Druckern für das selektive Lasersintern (SLS) verarbeitet werden kann. Es ist das zweite druckbare Polymer, das Bauteile schafft, deren Qualität an die von spritzgegossenen Kunststoffteilen reicht, wie der Anbieter betont. Dazu sollten die Bauteile dampfgehont werden, was die Zugbruchdehunge erhöht und sehr glatte Oberflächen liefert. Es zeichne sich durch eine hohe Schlagfestigkeit bei hoher Bruchdehnung in jede Richtung aus. Es kann übrigens mit jedem handelsüblichen SLS-Drucker verarbeitet werden, unabhängig vom Hersteller, was die Integration in bestehende Produktionsabläufe erleichtert. Der Kunststoff sorge dabei für robuste und relativ leichte Serienteile, für Anwendungen wie Orthesen, Werkzeuggriffe, Schienen und Streben, Kanäle für raue Umgebungen, offene Scharniere sowie für Flüssigkeitsbehälter und Gehäuse, bei denen eine hohe Schlagzähigkeit gefordert ist. Es kann mit rund 120 Grad Celsius verarbeitet werden. Langzeitstabil ist es bei Innenanwendungen über fünf Jahre. Verarbeitet man das Rezyklat, empfiehlt sich die Zugabe von rund 30 Prozent Frischware.

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