{"id":53303,"date":"2024-01-30T00:01:02","date_gmt":"2024-01-29T23:01:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=53303"},"modified":"2024-01-30T09:33:43","modified_gmt":"2024-01-30T08:33:43","slug":"sauerstofffreie-produktion-beim-loeten-und-3d-druck-300120241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/sauerstofffreie-produktion-beim-loeten-und-3d-druck-300120241\/","title":{"rendered":"Kann sauerstofffreie Produktion die Oxidation beim L\u00f6ten und 3D-Druck reduzieren?"},"content":{"rendered":"

Metallverarbeitung und Sauerstoff sind wie Katz und Maus und vertragen sich nicht besonders. Sauerstoff ist ein wesentlicher St\u00f6rfaktor in der Verarbeitung, denn er sorgt f\u00fcr das Entstehen von Oxidschichten. Diese wiederum mindern die Qualit\u00e4t eines Werkst\u00fcckes und f\u00fchren zu schnellerem Verschlei\u00df. Was aber, wenn man den Sauerstoff ausschlie\u00dfen k\u00f6nnte? Sorgt eine sauerstofffreie Umgebung f\u00fcr bessere Ergebnisse und f\u00fcr langfristige Abhilfe? Das Laser Zentrum Hannover (LZH) wollte es herausfinden und so konzentrierte sich der Sonderforschungsbereich 1368 auf \u201eSauerstofffreie Produktion \u2013 Prozesse und Wirkzonen in sauerstofffreier Atmosph\u00e4re zur Entwicklung zukunftsf\u00e4higer Produktionstechniken und Fertigungsverfahren\u201c. Dieser Sonderforschungsbereich setzt sich aus Forschern verschiedener Einrichtungen zusammen. Neben dem LZH sind Institute der Leibniz Universit\u00e4t Hannover, der Technischen Universit\u00e4t Clausthal und der Universit\u00e4t Paderborn beteiligt.<\/p>\n

Der Sonderforschungsbereich 1368\u00a0will sich n\u00e4her mit der sauerstofffreien Produktion besch\u00e4ftigen und feststellen, wie 3D-Druck<\/a> und L\u00f6ten ohne Oxidation gelingen k\u00f6nnen. Die Forscher nutzen eine innovative Methode, um das Problem der Oxidation anzugehen. W\u00e4hrend des Werkprozesses f\u00fcgen sie der Produktionsumgebung Argon-Schutzgas mit einem geringen Anteil an Silan hinzu. Das Silan reagiert mit dem Sauerstoff der Umgebung und sorgt f\u00fcr eine XHV-ad\u00e4quate Atmosph\u00e4re. Diese weist dann einen sehr geringen Sauerstoffgehalt auf und kommt einem extrem hohen Vakuum nahe. Der Ausschluss von Sauerstoff ist wesentlich wirtschaftlicher als die Schaffung eines technischen Vakuums und k\u00f6nnte die Gesamtkosten der Produktion minimieren. Die Forschungsgruppe testete den Ansatz des Sauerstoffausschlusses in der Produktion und teilte sich dazu in zwei Untergruppen auf. Eine Forschungsgruppe konzentrierte sich auf L\u00f6ten ohne Sauerstoff und die andere auf additive Fertigung<\/a>.<\/p>\n

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Bild: LZH<\/p><\/div>\n

Beim L\u00f6ten kommt normalerweise ein Flussmittel zum Einsatz, das dazu dient, die Oxidschicht der Materialoberfl\u00e4che aufzubrechen und das Metall dazu zwingt, mit dem Lot zu reagieren. Im neuen Ansatz der Sonderforschungsgruppe 1368 \u201eSauerstofffreie Produktion\u201c wird von Flussmitteln Abstand genommen. Diese sind gesundheitssch\u00e4dlich und wirken sich auch negativ auf di Umwelt aus. Die LZH-Forscher brechen die Oxidschicht stattdessen mit einer cw-gepulserten Laserstrahlquelle auf und der L\u00f6tprozess findet dann unter Silan-Atmosph\u00e4re mit dieser cw-Laserstrahlung statt. Die Atmosph\u00e4re ohne Sauerstoff stellt sicher, dass die Oberfl\u00e4che zwischen den Prozessschritten nicht oxidiert. Die Forscher stellten fest, dass mit ihrer Methode die M\u00f6glichkeit besteht, die Oxidschichten auf Aluminiumlegierungen dauerhaft zu entfernen. Im n\u00e4chsten Schritt konzentrieren sich die Forscher darauf, ihren Ansatz auch f\u00fcr herausfordernde Verbindungen zu testen und die Grenzen ihres Ansatzes zu er\u00f6rtern.<\/p>

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Die zweite Teilgruppe der Forscher konzentrierte sich darauf, herauszufinden, wie die additive Fertigung vom Ansatz des Sauerstoffausschlusses profitieren k\u00f6nnte. Im Fokus stand dabei das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen<\/a>. Ziel war es, festzustellen, wie sich das Pulver beim LPBF in einer sauerstofffreien Atmosph\u00e4re verarbeiten l\u00e4sst und wie sich das Prozedere auf die Qualit\u00e4t der Teile auswirkt. Um den Ansatz zu testen, entwickelten sie zun\u00e4chst eine eigene Druckanalage. Dann wurde der Vorgang mit einer Titanlegierung Ti-6AI-4V getestet. Eine Hochgeschwindigkeitskamera \u00fcberwachte den Prozess und erlaubte es den Forschern, den Prozess besser zu verstehen und den Einfluss von Sauerstoff auf den Prozess festzustellen. Die ausgehende These lautete, dass die Abwesenheit von Sauerstoff zu einem stabilen Prozess f\u00fchre und es zu weniger Spritzern und besseren Bauteileigenschaften komme. Diese Annahmen konnten best\u00e4tigt werden, denn es hat sich gezeigt, dass weniger Spritzer auftraten, diese weniger stark oxidierten und das Pulver dadurch weniger Degradierung erlitt. In weiterer Folge soll nun die Feuchtigkeit in der Atmosph\u00e4re und im Pulver gegen Null reduziert werden. Der Prozess und die Qualit\u00e4t der Bauteile k\u00f6nnten so zus\u00e4tzlich verbessert werden.<\/p>\n

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Bild: DMG Mori<\/p><\/div>\n

Die ersten Ergebnis wurden in einer Presseaussendung vom 24.01. kommuniziert und sind \u00e4u\u00dferst vielversprechend. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterst\u00fctzt den Sonderforschungsbereich in einer zweiten F\u00f6rderperiode bis Ende 2027 mit rund 10,5 Million Euro. Mehr dazu finden Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

Was halten Sie vom Ansatz der sauerstofffreien Produktion? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0 mit. 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: LZH<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Metallverarbeitung und Sauerstoff sind wie Katz und Maus und vertragen sich nicht besonders. Sauerstoff ist ein wesentlicher St\u00f6rfaktor in der Verarbeitung, denn er sorgt f\u00fcr das Entstehen von Oxidschichten. Diese wiederum mindern die Qualit\u00e4t eines Werkst\u00fcckes und f\u00fchren zu schnellerem…<\/p>\n","protected":false},"author":6102,"featured_media":53352,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[37,49],"tags":[],"class_list":["post-53303","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-3d-technologie","category-aktuelles"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/53303","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6102"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=53303"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/53303\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":53323,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/53303\/revisions\/53323"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/53352"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=53303"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=53303"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=53303"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}