{"id":25325,"date":"2020-08-31T00:01:48","date_gmt":"2020-08-30T22:01:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=25325"},"modified":"2020-08-26T10:22:34","modified_gmt":"2020-08-26T08:22:34","slug":"nutzung-von-wolfram-im-3d-druck-310820201","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/nutzung-von-wolfram-im-3d-druck-310820201\/","title":{"rendered":"Ist der Durchbruch f\u00fcr den 3D-Druck mit Wolfram gelungen?"},"content":{"rendered":"

Forscher der Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben nach Gr\u00fcnden gesucht, warum Wolfram bei der Verwendung im 3D-Druck<\/a> zur Bildung von Rissen neigt. F\u00fcr die Untersuchung nutzten sie eine Kombination von thermomechanischen Simulationen mit Hochgeschwindigkeitsvideos. Dadurch war es ihnen m\u00f6glich den <\/span>\u00dcbergang von Duktilit\u00e4t zu Spr\u00f6digkeit (DBT) w\u00e4hrend des 3D-Drucks in Echtzeit zu visualisieren. Sie fanden heraus, dass Mikrorisse w\u00e4hrend des Erw\u00e4rmen und Abk\u00fchlens von Wolfram entstehen.<\/span><\/p>\n

Was ist Wolfram?<\/span><\/h3>\n

Wolfram ist ein wei\u00df gl\u00e4nzendes Schwermetall, das sich durch eine moderate thermische Ausdehnung sowie einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit auszeichnet. Um genau zusagen, ist Wolfram das chemische Element mit dem h\u00f6chsten Schmelz- und Siedepunkt. Durch seine thermomechanischen Eigenschaften der Legierung, in Kombination mit der hohen Dichte und der niedrigen Sputter-Erosionsrate, ist es gut geeignet f\u00fcr Anwendungen in extremen Umgebungen. Daher wird Wolfram zum Beispiel f\u00fcr die Gl\u00fchwendel in Gl\u00fchlampen verwendet. Da Wolfram bei der additiven Fertigung<\/a> jedoch zur Spr\u00f6digkeit und Mikrorissbildung neigt, ist die Anwendung des seltenen Metalls noch nicht weit verbreitet.<\/span><\/p>\n

Was ist der Grund f\u00fcr die Rissbildung?<\/span><\/h3>\n

Die LLNL Forscher haben es geschafft die Mikrorisse mit Variablen wie Eigenspannung, Dehnungsrate und Temperatur in einen Zusammenhang zu bringen. Dadurch haben sie herausgefunden, dass der DBT-\u00dcbergang der Grund f\u00fcr die Rissbildung ist. <\/span>Der DBT-\u00dcbergang ist ausschlaggebend f\u00fcr die Bestimmung der Grenzen des unteren thermischen Arbeitsbereichs eines Druckmaterials. DBT tritt unweigerlich auf, wenn Metalle abk\u00fchlen, nachdem sie hohen Temperaturen ausgesetzt wurden, wie sie beispielsweise beim 3D-Druck<\/a> auftreten. Die niedrigeren Temperaturen f\u00fchren zu einem dramatischen Verlust der Duktilit\u00e4t, was zu Eigenspannungen und Mikrorissen f\u00fchrt.<\/span><\/p>

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Die experimentellen Beobachtungen und rechnerischen Modellierungen wurden mit dem Diablo-Finite-Elemente-Code von LLNL durchgef\u00fchrt. So fanden die Forscher heraus, dass Mikrorisse in Wolfram in einem kleinen Fenster zwischen 450 und 650 Grad Kelvin auftreten und von der Dehnungsrate abh\u00e4ngen, die direkt von den Prozessparametern beeinflusst wird. Sie konnten auch die Gr\u00f6\u00dfe der Fl\u00e4che, die durch Risse beeinflusst wird, und die Morphologie des Rissnetzes mit lokalen Eigenspannungen in einen Zusammenhang bringen<\/span><\/p>\n

Wird man zuk\u00fcnftig besser mit Wolfram 3D-drucken k\u00f6nnen?<\/span><\/h3>\n

Die Arbeit der Forscher k\u00f6nnte ein detailliertes, grundlegendes Verst\u00e4ndnis des Einflusses von Prozessparametern und Schmelzgeometrie auf die Rissbildung liefern. Es zeigt, welchen Einfluss die Materialzusammensetzung und die Vorw\u00e4rmung auf die strukturelle Integrit\u00e4t von Teilen, die mit Wolfram gedruckt wurden, haben. Das Fazit der Forscher lautet, dass die Zugabe bestimmter Legierungselemente dazu beitragen k\u00f6nnte, den DBT-\u00dcbergang zu reduzieren und das Metall zu verfestigen, w\u00e4hrend das Vorw\u00e4rmen dazu beitragen k\u00f6nnte, die Mikrorissbildung zu mindern. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnte auch die Kontrolle des Sauerstoffgehaltes der Baukammer wichtig sein, um die Dehnungsraten zu senken.<\/span><\/p>\n

Der Co-Chefermittler des Teams, Manyalibo „Ibo“ Matthews, blickt optimistisch auf die zuk\u00fcnftige Nutzung von Wolfram: „Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften hat Wolfram eine bedeutende Rolle bei missionsspezifischen Anwendungen f\u00fcr das Energie- und Verteidigungsministerium gespielt. Diese Arbeit tr\u00e4gt dazu bei, den Weg zu einem neuen Verarbeitungsgebiet f\u00fcr die additive Herstellung von Wolfram zu ebnen, was einen bedeutenden Einfluss auf diese Missionen haben kann.\u201d<\/em><\/span><\/p>\n

Glauben Sie, dass Wolfram zuk\u00fcnftig mehr verwendet wird f\u00fcr den 3D-Druck? M\u00f6chten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der <\/span>Additiven Fertigung<\/span> direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren <\/span>w\u00f6chentlichen Newsletter<\/span><\/a> und folgen Sie uns auf <\/span>Facebook<\/span><\/a> und <\/span>Twitter<\/span><\/a> um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Au\u00dferdem sind wir auch auf <\/span>LinkedIN<\/span><\/a>, <\/span>Xing <\/span><\/a>und auf <\/span>Youtube<\/span><\/a> zu finden.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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