{"id":53909,"date":"2024-02-20T15:00:26","date_gmt":"2024-02-20T14:00:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=53909"},"modified":"2024-02-19T17:46:48","modified_gmt":"2024-02-19T16:46:48","slug":"kostenguenstigerer-3d-gedruckter-stahl-200220241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/kostenguenstigerer-3d-gedruckter-stahl-200220241\/","title":{"rendered":"Kosteng\u00fcnstigerer 3D-gedruckter Stahl ohne „Erhitzen und Klopfen“"},"content":{"rendered":"

Auch wenn sich der 3D-Druck von Metall<\/a> immer gr\u00f6\u00dferer Beliebtheit erfreut, insbesondere bei der Herstellung komplexer Metallformen, gibt es immer noch Hindernisse zu \u00fcberwinden. Ein wesentliches sind die hohen Produktionskosten, die zum Beispiel durch die Notwendigkeit einer umfangreichen Nachbearbeitung<\/a> zur Verbesserung der Eigenschaften des Endprodukts entstehen. Zum Gl\u00fcck haben Forscher der Universit\u00e4t Cambridge eine L\u00f6sung gefunden. Sie haben ein neues 3D-Druckverfahren f\u00fcr Metalle entwickelt und an Stahl getestet, das ihrer Meinung nach dem Erhitzen und Klopfen sogar \u00fcberlegen ist.<\/p>\n

Wie der Name schon andeutet, bezieht sich das Erhitzen und Klopfen auf den Prozess, bei dem das Material mit einem Hammer geh\u00e4rtet und dann durch Feuer erweicht wird. Denken Sie an die traditionellen Schmiede, wie Sie sie vielleicht in historischen Nachstellungen gesehen haben, die dieses Verfahren h\u00e4ufig auch f\u00fcr die Herstellung von Teilen wie Schwertern oder Hufeisen verwendeten. Dieses Verfahren hat jedoch auch seine Nachteile, insbesondere ist es weniger effizient als Verfahren wie der 3D-Druck von Metall und eignet sich nicht f\u00fcr besonders komplizierte Teile.<\/p>\n

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Eine konzeptionelle Illustration des Forschungsteams, um zu zeigen, wie diese Bearbeitungsstrategien beim Laser-Pulverbettschmelzen eingesetzt werden k\u00f6nnten<\/p><\/div>\n

Es gibt jedoch einen Grund, warum diese traditionellen Verfahren so lange \u00fcberdauert haben. Der Leiter dieses Projekts, Dr. Matteo Seita von der Fakult\u00e4t f\u00fcr Ingenieurwissenschaften in Cambridge, erkl\u00e4rt: „Der Grund, warum das Erhitzen und Klopfen so effektiv ist, liegt darin, dass es die innere Struktur des Materials ver\u00e4ndert und die Kontrolle \u00fcber seine Eigenschaften erm\u00f6glicht. Deshalb wird es auch noch nach Tausenden von Jahren verwendet.“<\/em><\/p>

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Aber bald vielleicht nicht mehr. Die Idee ist, einen der gr\u00f6\u00dften Nachteile der 3D-Drucktechniken zu \u00fcberwinden, n\u00e4mlich die Tatsache, dass man die innere Struktur des Materials nicht in gleicher Weise kontrollieren kann. Dies ist einer der Gr\u00fcnde, warum beim 3D-Druck von Metallen immer eine Nachbearbeitung wie zum Beispiel eine W\u00e4rmebehandlung<\/a> erforderlich ist. Wenn man einen Weg findet, diese F\u00e4higkeit zur Strukturbildung ohne „Erhitzen und Klopfen“ wiederherzustellen, w\u00fcrden nicht nur die Kosten gesenkt, sondern auch die M\u00f6glichkeit, die Eigenschaften zu kontrollieren, w\u00fcrde es leichter machen, die umweltfreundlicheren Aspekte des 3D-Drucks zu nutzen, so Seita.<\/p>\n

Entwicklung eines neuen 3D-Druckverfahrens f\u00fcr Metall, das dem „Heizen und Klopfen“ \u00fcberlegen ist<\/h3>\n

Die Forscher hoffen, dass dieses neue Verfahren dazu beitragen k\u00f6nnte, den 3D-Metalldruck als Option f\u00fcr die gesamte Metallverarbeitungsindustrie noch attraktiver zu machen. In Zusammenarbeit mit Teams der Nanyang Technological University, der Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), des Paul-Scherrer-Instituts, des VTT Technical Research Centre of Finland und der Australian Nuclear Science & Technology Organisation gelang es dem Team in Cambridge, ein „Rezept“, wie sie es nennen, f\u00fcr den 3D-Druck von Metall zu entwickeln, das dennoch ein hohes Ma\u00df an Kontrolle \u00fcber die innere Struktur erm\u00f6glicht.<\/p>\n

Um dies zu erreichen, setzten Seita und sein Team speziell Laser ein. Indem sie das Material mit einem Laser schmelzen und dann die Art und Weise, wie das Material nach dem Schmelzen erstarrt, sowie die w\u00e4hrend des Prozesses erzeugte W\u00e4rmemenge steuern, k\u00f6nnen die Forscher die gew\u00fcnschten Eigenschaften des Endmaterials „programmieren“. Seita erkl\u00e4rte weiter: „Wir haben festgestellt, dass der Laser als ‚mikroskopischer Hammer‘ verwendet werden kann, um das Metall w\u00e4hrend des 3D-Drucks zu h\u00e4rten. Wenn das Metall jedoch ein zweites Mal mit demselben Laser geschmolzen wird, entspannt sich die Struktur des Metalls, so dass die strukturelle Rekonfiguration stattfinden kann, wenn das Teil in den Ofen gelegt wird.“<\/em><\/p>\n

Das Ergebnis? 3D-gedruckte Teile, die nicht nur inh\u00e4rent fest, sondern auch nicht mehr spr\u00f6de sind (was h\u00e4ufig der Fall ist). Das Verfahren erm\u00f6glicht die vollst\u00e4ndige Kontrolle \u00fcber Festigkeit und Robustheit durch die Kombination herk\u00f6mmlicher lasergest\u00fctzter 3D-Drucktechnologien<\/a> und eines Ofens mit relativ niedriger Temperatur. Erste Versuche haben auch gezeigt, dass der 3D-gedruckte Stahl eine vergleichbare Leistung aufweist wie Stahl, der durch Erhitzen und Klopfen hergestellt wird. Seita schloss:<\/p>\n

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Wir glauben, dass diese Methode dazu beitragen k\u00f6nnte, die Kosten f\u00fcr den 3D-Druck von Metallen zu senken, was wiederum die Nachhaltigkeit der metallverarbeitenden Industrie verbessern k\u00f6nnte. Wir hoffen, dass wir in naher Zukunft auch in der Lage sein werden, die Niedrigtemperaturbehandlung im Ofen zu umgehen und so die Anzahl der erforderlichen Schritte vor der Verwendung von 3D-gedruckten Teilen in technischen Anwendungen weiter zu reduzieren.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Mehr \u00fcber die Studie, die in Nature Communications ver\u00f6ffentlicht wurde, erfahren Sie HIER<\/a>.<\/p>\n