Mobile-Menu

Schallali-Schallala Einfluss von Schall kann 3D-gedruckte Bauteile verbessern

Quelle: Universität des Saarlandes 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Universität des Saarlandes
Urma AG Werkzeugfabrik
Shining 3D Tech Co., Ltd
FACTUREE - Der Online-Fertiger

Additiv gefertigte Bauteile sind laut Aussage der Uni Saarland qualitativ nicht gut genug. Deshalb finde man sie nicht sehr oft in sicherheitsrelevanten Anwendungen. Das könnte sich bald ändern ...

Mithilfe von Schall, eine Idee, die Dr. Oliver Maurer an der UdS entwickelt hat, lassen sich per 3D-Drucker jetzt vor allem kleinere Metallbauteile erheblich feiner und qualitativ hochwertiger drucken. Das bringt einige Vorteile für Schlüsselbranchen mit sich ...(Bild: Universitaet des Saarlandes)
Mithilfe von Schall, eine Idee, die Dr. Oliver Maurer an der UdS entwickelt hat, lassen sich per 3D-Drucker jetzt vor allem kleinere Metallbauteile erheblich feiner und qualitativ hochwertiger drucken. Das bringt einige Vorteile für Schlüsselbranchen mit sich ...
(Bild: Universitaet des Saarlandes)

Am Lehrstuhl für Fertigungstechnik an der Universität des Saarlandes forscht das Team daran, den 3D-Druck präziser werden zu lassen – und zwar mithilfe von Schallenergie. Dabei heraus kämen Komponenten, die belastbarer seien als herkömmlich gedruckte Teile. Die Experten vergleiche das mit dem Komprimieren von noch flüssigem Beton, der durch Rütteln stabiler und dann tragfähiger wird. So sind offensichtlich auch die Metallpartikel im Pulverbett von 3D-Druckern komprimierbar, Bevor der Laser dieselben Schicht um Schicht aufschmilzt. Denn durch die Einwirkung von Schall werden die Metallkristalle kleiner und das Bauteil stabiler, wenn man alle Parameter richtig einstellt. Dies hat immerhin der inzwischen promovierte Fertigungstechniker Oliver Maurer in seiner Doktorarbeit bei Professor Dirk Bähre nachgewiesen. Ein weiterer Vorteil von Schall ist, dass er präzise angewendet werden kann, was bei der additiven Fertigung ein wichtiger Faktor ist, wie es weiter heißt. Damit ließen sich vor allem kleinere Bauteile optimieren, wie sie für die Luft- und Raumfahrt, dem Fahrzeugbau oder in der Medizin verlangt würden. Das Verfahren sei nicht nur für reine Metalltypen geeignet, sonder auch auf Legierungen übertragbar.

Vibrationen machen 3D-Druck-Teile stabiler und exakter

Um das zu erreichen, baute der Fertigungstechniker einen Lautsprecher in einen handelsüblichen Metall-3D-Drucker ein. Genauer gesagt, unter die sogenannte Substratplatte, auf der das Metallpulver verteilt liegt. Die Schallwellen lassen die Platte dann vibrieren und verursachen dabei eine Hub-Rüttel-Bewegung. Durch das ruckweise heftige Schütteln wird das Pulver dann gezielt verdichtet, bevor der Laser ins Geschehen einsteigt. Der Schmelzprozess laufe mit diesem neuen Verfahren kontrollierter ab. Genauer gesagt, hebt oder senkt der Schall die Pulveroberfläche in definierten Grenzen aus dem Laserfokus. Außerdem beeinflusst der Schall, wie die Schmelze erstarrt, führt Maurer weiter aus. Dadurch gebe es weniger Poren und die Mikrostruktur der Metallschichten wird homogener. Die Oberfläche wird glatter und die Bauteile sind sogar geometrisch exakter, wie Maurer betont. Das bedeute schließlich, dass die so behandelten additiv gefertigten Metallteile viel mehr aushalten. So werde der Einbau problemloser und schneller. Außerdem verringere es die Nachbearbeitung. Das Zusammenspiel aus Schalleintrag, Laserleistung und -geschwindigkeit mit Blick auf die Dicke der Pulverschicht nebst der Metallsorte sei aber nicht einfach zu managen. Vermutlich werde sogar die Eigenspannung des Bauteils verringert, was es aber noch zu untersuchen gelte.

(ID:50460958)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte