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03.05.2018

Spezialist für hohe Temperaturen

Titanaluminid und Inconel 718 sind rissanfällig und benötigen für die Verarbeitung sehr hohe Temperaturen. Besonders im metallischen 3D-Druck stellen diese Eingenschaften große Herausforderungen dar. Mit der Arcam EBM Spectra H hat GE Additive ein Drucksystem vorgestellt, das mit solch schwierigen Materialien zurecht kommt.

Der Arcam EBM Spectra H drucht auch hitzeresistente Materialien. (Bild: GE Additive)

Unter dem Namen Arcam EBM Spectra H präsentierte GE Additive einen 3D-Drucker für Metalle, der speziell für problematische Werkstoffe wie Titanaluminid (TiAl) und Inconel 718 entwickelt wurde. Die Legierungen benötigen für die Verarbeitung sehr hohe Temperaturen und sind außerdem relativ rissanfällig. Im Gegensatz zum selektiven Laserschmelzverfahren (SLM) verwendet der Spectra H die Elektronenstrahlschmelz-Technik (EBM), bei der anstelle des Lasers ein Elektronenstrahl das Metallpulver schmilzt. Da der Elektronenstrahl über ein Magnetfeld gelenkt wird, besitzt EBM eine theoretisch höhere Prozessgeschwindigkeit. Beim SLM-Verfahren positioniert eine Mechanik den Laser.

Speziell für hitzeresistente Materialien

Anlass für die Entwicklung des Spectra H war, dass viele Unternehmen für die Serienproduktion schnellere und größere Maschinen sowie Lösungen benötigen, die mit problematischen Werkstoffen zurecht kommen. Anfangs unterstützt der 3D-Drucker zwar nur Titanaluminid und Inconel 718, aber ab 2019 sollen weitere Nickel-Superlegierungen unterstützt werden. Laut Hersteller prüfen die Metallurgen im Unternehmen parallel dazu, ob auch die Verarbeitung von Materialien wie Wolfram, Cobalt-chrome, Edelstahl und Metallmatrix-Verbundwerkstoff möglich ist.

Der Spectra H kann Bauteile bis zu einem Durchmesser von 250 Millimetern und einer Höhe bis zu 430 Millimeter bei Temperaturen von über 1.000 Grad Celsius fertigen. Laut Hersteller ist der Drucker mit verschiedenen Techniken ausgestattet, die die Baugeschwindigkeit gegenüber anderen EBM-Systemen erheblich steigern. Dazu gehören beispielsweise Verbesserungen im Wärmemanagement wie ein beweglicher Hitzeschild oder ein verbessertes Layering-Verfahren, das den Heizbedarf verringert. Außerdem ist der Drucker mit Automatisierungstechnologien zur Genauigkeitsverbesserung ausgestattet und der verbesserte automatisierte Power-Handling-Prozess, die vereinfachte Maschienenkonfiguration sowie das geschlossene Pulverhandling reduzieren die Bedienerabhängigkeit.

Die Druck-Lösung Arcam EBM Spectra H wird in Schweden in einem Arcam-Werk nahe Göteborg hergestellt und ist laut Hersteller voraussichtlich ab dem vierten Quartal 2018 lieferbar.

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