Forscher präsentieren: Post-Processing und Verarbeitung heikler Werkstoffe zur Formnext

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Das Fraunhofer IPK aus Berlin macht das Post-Processing und die Verarbeitung anspruchsvoller Werkstoffe zum Fomnext-Thema. Es geht etwa ums Post-Processing und das „Cold Spray“-Verfahren ...

Kommen wir gleich mal zum Post-Processing, das für die Bereiche Medizintechnik und Schmuckherstellung einen entscheidenden Bearbeitungsschritt bedeutet, der maßgeblich über die Qualität und Wertigkeit des Endprodukts verantwortlich ist. Traditionell seien viele dieser Nachbearbeitungsschritte durch manuelle Arbeiten geprägt, was aber zu langen Durchlaufzeiten und schwankenden Ergebnissen führt. Am IPK entwickelt man deshalb automatisierte Fertigungsprozesse, die speziell auf komplexe Freiformgeometrien ausgelegt sind. Dadurch ließen sich Hochglanzoberflächen mit höchster Präzision und Reproduzierbarkeit schaffen – und das in deutlich kürzerer Zeit als bisher (siehe Aufmacherbild). Unternehmen steigerten so ihre Wettbewerbsfähigkeit und die Effizienz der Produktionsabläufe. Selbst filigrane Bauteile würde so ein ideales Finish erhalten.

Heikle Legierungen sind doch per Elektronenstrahl verarbeitbar

Die Verarbeitung schwer schweißbarer Werkstoffe im Elektronenstrahl-Pulverbett-Schmelzverfahren (EB-PBF) stellt insbesondere in den Branchen Energietechnik, Werkzeugherstellung sowie Luft- und Raumfahrt eine große Herausforderung dar, wie es weiter heißt. Denn oft seien die dafür nötigen Materialien aufgrund ihrer komplexen Legierungszusammensetzung und thermischen Eigenschaften nur eingeschränkt oder gar nicht im Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren (L-PBF) verarbeitbar. Als führender Forschungs- und Entwicklungspartner unterstützen die Berliner Forscher aber gern bei der Entwicklung maßgeschneiderter Fertigungsprozesse und bei der umfassenden Materialqualifizierung für EB-PBF. Durch die anwendungsorientierte Forschung auch neue Werkstoffe mit verbesserten mechanischen und thermischen Eigenschaften genutzt werden, die zugleich Gewicht sparen, wie man betont. Der dazu angebotene interdisziplinäre Technologietransfer garantiert dann auch die nahtlose Integration in bestehende Produktionsanlagen – eben selbst bei anspruchsvollsten Werkstoffen.

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Cold Spray verbindet, was sich sonst nicht verträgt

Und die Anwendung des „Cold Spray“-Verfahrens dürfte die Branchen Öl und Gas, Pumpen- und Hydraulikhersteller sowie die Agrartechnik aufhorchen lassen, weil dadurch wegweisende Möglichkeiten bei der Verarbeitung nicht schweißbarer Werkstoffe und Werkstoffkombinationen winken, wie die IPK-Forscher weiter ausführen. Durch die auch als Kaltaufspritz-Verfahren bezeichnete Methode wird das Material mit hoher Geschwindigkeit auf die Substratoberfläche appliziert, ohne dass das Substrat durch zu viel Wärme geschädigt wird. Das erlaube die Fertigung von Beschichtungen aus Hartwerkstoffen und Kupfer, die sonst aufgrund ihrer thermischen Empfindlichkeit oder unterschiedlicher Schmelzpunkte nicht miteinander verbunden werden könnten. Das IPK hilft bei der Entwicklung maßgeschneiderter Fertigungsprozesse sowie umfassender Materialqualifizierungen. Dabei profitiere man von weniger thermischen Spannungen im Bauteil und folglich von geringerer Verformungsneigung. Die möglichen Materialkombinationen sollen auch die Einsatzdauer der Produkte erhöhen. Besonders in anspruchsvollen Einsatzgebieten, in denen Verschleißbeständigkeit und Korrosionsschutz unerlässlich sind, eröffnet Cold Spray neue Potenziale zur Verbesserung, heißt es dazu noch.

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