{"id":44050,"date":"2023-01-17T14:00:30","date_gmt":"2023-01-17T13:00:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=44050"},"modified":"2023-01-17T15:08:10","modified_gmt":"2023-01-17T14:08:10","slug":"entwicklung-neuer-legierung-aus-bronze-und-stahl-170120231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/entwicklung-neuer-legierung-aus-bronze-und-stahl-170120231\/","title":{"rendered":"DED-3D-Druck verhilft zur Entwicklung neuer Legierung aus Bronze und Stahl"},"content":{"rendered":"

Eine Gruppe von Forschern des Skolkowo-Instituts f\u00fcr Wissenschaft und Technologie (Skoltech) hat nach eigenen Angaben mit Hilfe der additiven Fertigung<\/a> eine neue Bronze-Stahl-Legierung entwickelt. Sie nutzten das Verfahren der Laser Deposition, um verschiedene Teile aus diesen beiden Metallen herzustellen – eine Premiere auf dem Markt. Dabei wurden zwei Techniken angewandt: Im ersten Fall wurde vor dem Auftragen der Schichten eine Mischung der beiden Metalle hergestellt, im zweiten Fall wurden abwechselnd Schichten aus Bronze und Stahl aufgetragen. Den Forschern zufolge k\u00f6nnte diese Arbeit besonders f\u00fcr die Luft- und Raumfahrtindustrie<\/a> interessant sein, insbesondere f\u00fcr den Bau von Brennkammern f\u00fcr Flugzeuge und Raketen.<\/p>\n

Es ist nicht ungew\u00f6hnlich, zwei Materialien zu kombinieren, um die Vorteile ihrer jeweiligen Eigenschaften zu nutzen – dies ist beispielsweise die Richtung, in die sich der 3D-Druck von Verbundwerkstoffen<\/a> schnell entwickelt. In diesem speziellen Fall wurden die beiden Materialien ausgew\u00e4hlt, weil sie sich gegenseitig erg\u00e4nzen. Bronze ist bekannt f\u00fcr seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, gute elektrische Leitf\u00e4higkeit und hohe Verschlei\u00dffestigkeit. Stahl hingegen ist bruch- und sto\u00dffest, elektrisch verformbar und hat eine hohe H\u00e4rte. Bei diesem Projekt handelt es sich um eine Premiere, denn es wurde eine Bronze-Stahl-Legierung geschaffen, die der Materialwissenschaft bisher unbekannt war. Und das alles dank der additiven Fertigung.<\/p>\n

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3D-gedrucktes Teil, um die mechanischen Eigenschaften der neuen Legierung zu testen (Bild: Konstantin Makarenko\/Skoltech<\/p><\/div>\n

Konkret nutzten die Forscher die Direct Laser Deposition (die wie die Directed Energy Deposition<\/a> funktioniert), um ihr Projekt zu entwickeln. Zun\u00e4chst mussten sie eine nahezu homogene Legierung herstellen, indem sie die beiden Materialien gleichm\u00e4\u00dfig mischten. Diese Legierung wurde dann von der Maschine verwendet, um mehrere Testteile zu entwerfen. Die andere Technik bestand darin, „Sandwich“-Teile zu drucken, d. h. Teile, die aus jeweils 0,25 Millimeter dicken Schichten aus Bronze und Stahl bestehen. Die Forscher erkl\u00e4ren, dass sie den Bronzeanteil jedes Mal variierten – von 25 bis 50 % – w\u00e4hrend der Stahlanteil gleich blieb.<\/p>

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Professor Igor Shishkovsky von Skoltech erkl\u00e4rte: „Der 3D-Druck ist vielversprechend f\u00fcr die Herstellung von Verbundwerkstoffteilen, die mit den Eigenschaften der beiden unterschiedlichen Materialien ausgestattet sind, aus denen der Verbundwerkstoff besteht. Nehmen wir zum Beispiel an, dass Stahl den hohen Temperaturen standh\u00e4lt, die bei der Verbrennung von Kraftstoff in einem laufenden Motor entstehen. Das ist gro\u00dfartig, aber im Vergleich zu Bronze ist Stahl ein bescheidener W\u00e4rmeleiter, so dass das K\u00fchlmittel des Motors die W\u00e4rme nicht so effektiv ableiten kann, um \u00dcberhitzung und Sch\u00e4den zu vermeiden. Mit dem 3D-Druck kann man das Beste aus beiden Welten verbinden, indem man eine Verbrennungskammer herstellt, die nahtlos von Bronze auf der Innenseite f\u00fcr ein besseres Temperaturmanagement zu Stahl auf der Au\u00dfenseite \u00fcbergeht, um die Struktur zusammenzuhalten.“<\/em><\/p>\n

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Ein 3D-gedrucktes Teil mit einer quasi-homogenen Bronze-Stahl-Mischung (Bild: Konstantin Makarenko\/Skoltech)<\/p><\/div>\n

Schlie\u00dflich stellte die Studie fest, dass die Materialien gut miteinander verschmolzen waren und keine Anomalien auftraten. Anschlie\u00dfend f\u00fchrten die Forscher eine Reihe von Tests durch, um die strukturellen und mechanischen Eigenschaften der neuen Legierung mit Hilfe der optischen und Rasterelektronenmikroskopie zu untersuchen. Konstantin Makarenko, Doktorand im vierten Jahr bei Skoltech Materials, fasst zusammen: „Jetzt, da wir best\u00e4tigt haben, dass Stahl und Bronze in einer Legierung kombiniert werden k\u00f6nnen und mit dem 3D-Druck durch direkte Laserabscheidung kompatibel sind, und wir die mechanischen Eigenschaften des neuen Materials kennen, k\u00f6nnen wir seine m\u00f6glichen Anwendungen untersuchen. In Zukunft m\u00f6chte ich bei Skoltech eine Brennkammer aus Stahl und Bronze herstellen und testen, aber dar\u00fcber hinaus sind auch andere Teile und Metallkombinationen m\u00f6glich. Der n\u00e4chste Schritt w\u00e4re die Herstellung von Turbinenschaufeln aus einer verst\u00e4rkten Superlegierung mit K\u00fchlkan\u00e4len aus Bronze. Es geht darum, die Vorteile zweier unterschiedlicher Werkstoffe in einem nahtlosen Produkt ohne Schwei\u00df- oder andere Verbindungsstellen zu kombinieren.“<\/em> Wir werden Sie \u00fcber die n\u00e4chsten Schritte dieses Projekts auf dem Laufenden halten! In der Zwischenzeit k\u00f6nnen Sie HIER<\/a> weitere Informationen finden.<\/p>\n

Was ist Ihre Meinung zur Bronze-Stahl-Legierung? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Titelbildnachweis<\/em>: Konstantin Makarenko<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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