Im Rahmen der Kooperation mit Siemens gewinnt das Thema poröser metallischer Strukturen für Toolcraft immer mehr an Bedeutung. Das mittelständische Unternehmen aus Georgensgmünd will nun die Übertragbarkeit auf alle Anlagensysteme unter Einhaltung aller Industriestandards für die Prozessindustrie gewährleisten und im Rahmen eines Technologietransfers perspektivisch Strukturen weiterentwickeln.
Von der Simulation bis zur Umsetzung fungiert Toolcraft somit als Wegbereiter für Anwendungen in der industriellen Praxis bis zu deren Serienproduktion. „In der Fertigung poröser Strukturen sehen wir enormes Potenzial für die Industrie“, sagt Christoph Hauck, Vorstand Technologie und Vertrieb bei der Toolcraft AG. „Künftig können wir uns nicht nur additiv gefertigte Bauteile mit dieser Technologie vorstellen. Perspektivisch sollen Schulungen rund um das Thema angeboten werden, um unsere Expertise weiterzugeben.“
Funktional optimierte poröse Materialstrukturen
Schon seit einigen Jahren arbeitet Siemens an der Entwicklung von funktional optimierten porösen Materialstrukturen mithilfe der Additiven Fertigung, um innovative Lösungen in unterschiedlichen Industrien zu ermöglichen.
Ähnlich wie ein Stück Würfelzucker Flüssigkeit aufnehmen kann, können auch poröse metallische Strukturen beispielsweise Flüssigkeit allein durch Kapillarkräfte transportieren. Siemens-Forschern ist es damit gelungen, Funktionen wie Wärmetransport oder Kühlung anhand von additiv gefertigten porösen Strukturen direkt in Bauteile zu integrieren.
Mögliche Anwendungen insbesondere in der Prozessindustrie
Mit der Realisierung erster Demonstratoren für chemische Reaktionstechnik im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts 3D-Process konnte das große Potenzial poröser Materialstrukturen nachgewiesen werden. „Mögliche Anwendungen sehen wir insbesondere in der Prozessindustrie, der Energieverfahrenstechnik und in der Luft- und Raumfahrt“, erklärt Dr. Karsten Heuser, Vice President Additive Manufacturing bei Siemens Digital Industries.
Aber auch Anwendungen im Maschinenbau und in der Medizintechnik seien möglich. „Mit Toolcraft haben wir einen langjährigen Partner an unserer Seite, um nun die strategische Brücke zur industriellen Fertigung dieser anspruchsvollen Materialstrukturen zu schlagen“, sagt Heuser.
Mit herkömmlichen Fertigungsmethoden schwer zu erreichen
Kaum eine Technologie hat in der jüngsten Vergangenheit so viele Neuerungen hervorgebracht wie die Additive Fertigung – ob es nun neue Materialien, Prozesse oder Fertigungsverfahren betrifft. So können beispielsweise im Pulverbettverfahren (LPBF) präzise poröse Metallteile erzeugt werden, wobei eine exakte Steuerung von Porengröße und -verteilung möglich ist. Dadurch sollen strukturelle und funktionale Anforderungen von Bauteilen optimiert werden, die oft mit herkömmlichen Fertigungsmethoden schwer zu erreichen sind.
Durchlässige, aber dennoch metallisch stabile Strukturen können beispielsweise Überdruck ausgleichen, Temperaturen besser steuern oder Flüssigkeiten aufsaugen. Hilfreich sind poröse Eigenschaften auch dort, wo Gegenstände an Metall entlanggeführt werden sollen. Mithilfe von zugeführter Luft können Objekte auf einem Luftfilm entlang einer reibungsarmen Gleitfläche schweben, ohne die Oberflächen zu verschleißen. (jpk)
