GKN Powder Metallurgy zeigt auf der Show Case Area der Formnext 2024 gleich fünf Exponate. Die Show Case Area wird von der Arbeitsgemeinschaft Additive Fertigung des VDMA organisiert und steht unter dem Motto „AM als Enabler“. Mit einem Dahsboard-Halter, einer Mischeinheit für Gasbrenner, einem Düsenkörper für Pressen, einer Sprühkugel zur Tankreinigung und einer Komponente für den Kraftstoffeinspritzung zeigt GKN Powder Metallurgy, was der Metall-3D-Druck alles kann.
Inhaltsverzeichnis
1. Dashboard Halter für ein Motorrad der Marke MV Agusta
2. Mischeinheit für Gasbrenner
3. Düsenkörper für Pressen
4. OsciJet Spray Ball – Sprühkugel zur Tankreinigung
5. Komponente für Kraftstoffeinspritzung
Industrie und Anwendermarkt profitieren von optimal eingesetzter additiver Fertigung nachhaltig. Das soll die Show Case Area des VDMA auf der Formnext 2024 zeigen. Mit dabei ist GKN Powder Metallurgy. Die Division Additive Fertigung baut auf der Expertise von GKN Powder Metallurgy in der Pulverproduktion und Metallverarbeitung auf, um die Industrialisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette des Additive Manufacturing voranzutreiben – begonnen bei fortschrittlichen Metallpulvern bis zu Design- und Fertigungsdienstleistungen. Das zeigen die fünf Exponate.
Dashboard Halter für ein Motorrad der Marke MV Agusta
Der Dashboard Halter wurde aufgrund seines optimiertem Design, des Leichtbaukonzeptes und der Lastenverteilung als „Enabler“ ausgewählt. Das Dashboard wird im Laser-Powder-Bed-Fusion Verfahren hergestellt. Es zeigt, dass die Serienfertigung von AM-Bauteilen im Motorradbau möglich ist. Die Vorteile sind:
- New AM Bionic Design
- Topologie Optimierung mit Lastfällen
- Form- und Freiformoptimierungen mit optimaler Strukturleistung und Masse
- Gewichtsersparnis
Mischeinheit für Gasbrenner
GKN Powder Metallurgy und Kueppers Solutions haben gemeinsam mit Forschungsinstituten, wie der RWTH Aachen und der Ruhr-Universität Bochum, eine neue Mischeinheit für Gasbrenner entwickelt. Die Geometrie der im 3D-Druck hergestellten Mischeinheit erzeugt ein genau dosiertes Gas-Luft-Gemisch, dass besser verbrennt und den Ausstoß von Stickoxiden verringert. Darüber hinaus ist die Mischeinheit flexibel in Bezug auf die Brennstoffe und kann auch ohne Anlagenumbau mit Wasserstoff betrieben werden.
Es wurde nachgewiesen, dass mit der neuen Mischeinheit, mit 30 mg/Nm3, der aktuell geltenden Grenzwert um mehr als Faktor 10 unterschritten wird. Dazu werden keine Sekundärmaßnahmen, wie z. B. der in der Automobilindustrie üblichen Eindüsung von Harnstoff ins Abgas erforderlich. Sekundärmaßnahmen reinigen zwar das Abgas von Stickoxiden, kosten aber immer zusätzliche Ressourcen. Die Mischeinheit sorgt dafür, dass Stickoxide gar nicht erst entstehen. Die Vorteile sind:
- Senkung des CO2 Werts
- Senkung des NOx Werts
- Effizienzsteigerung (Einsparung von Brennstoff)
- Dual Fuel (Gas, Wasserstoff)
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Düsenkörper für Pressen
In Gesenkschmiedepressen ist die Gesenkpflege ein wesentlicher Bestandteil des Prozesses, da es ohne ein zwischenzeitliches Kühlen, Schmieren und Reinigen der hoch belasteten Formen schnell zu einem hohen Verschleiß der Gesenke kommen würde. Diese Aufgabe übernehmen direkt im Pressenraum die Sprühköpfe. Das besondere Design mit inneren Kanälen, integrierte optimierte Strömungswege mit verbesserter Sprühtechnik, lassen das Exponat zum „Enabler“ werden.
Die Düsen aus dem sinterbasierten 3D-Druck-Verfahren Metal Binder Jetting bringt gleich mehrere Vorteile mit sich: Geringes Gewicht, verbesserte Sprühtechnik, Erhöhung der Lebensdauer und Einsparung von Sprühmittel. Durch das neue Design, die in herkömmlichen Technologien oder in bisherigen AM-Technologien nicht wirtschaftlich darstellbar waren, sind die Düsenkörper für Pressen nun zu wettbewerbsfähigen Preisen herstellbar. Die Vorteile sind:
- Strömungsoptimierung
- erhöhte Standzeit
- wirtschaftliche sinnvolle Serienfertigung im Metal Binder Jetting
Bild: GKN Powder Metallurgy
OsciJet Spray Ball – Sprühkugel zur Tankreinigung
FDX OsciJet-Düsen basieren auf dem Prinzip der Fluidoszillatoren. Diese Geräte erzeugen eine selbstinduzierte Schwingung, ohne dass bewegliche Teile erforderlich sind. Der Mechanismus ist ebenso elegant wie einfach. Wenn der Einlass mit einer Flüssigkeit oder einem Gas unter Druck gesetzt wird, haftet der Strahl an einer der Innenseitenwände. Von dort trifft der Strahl auf die Wand in der Nähe des Ausgangs, wo er sich in zwei Teile aufspaltet. Während der Hauptteil des Strahls das Gerät verlässt, wird ein kleiner Teil der Flüssigkeit durch den Rückkopplungskanal zurück zum Einlass geleitet, wo er den Hauptstrahl auf die gegenüberliegende Seite drückt. Der Vorgang wiederholt sich auf der anderen Seite, was zu einer periodischen Schwingung führt – ohne bewegliche Teile. Die Vorteile sind:
- Die AM-Technologie ermöglicht die Kombination mehrerer OsciJet-Düsen, die weite und pulsierende Flüssigkeitsstrahlen ausstoßen und so eine nahezu flächendeckende Reinigung erreichen. Die Bauform ist sehr kompakt und kommt ohne störanfällige bewegliche Teile aus.
- Dies ist eine neue Lösung für die industrielle Reinigung, die es bisher nicht gab.
- Die zweischalige Struktur homogenisiert den Flüssigkeitseinlass in die Düsen. Die Teilung der Kugel ermöglicht eine Oberflächenbehandlung der Innenflächen.
Webinartipp: „HP Metal Jet im Einsatz bei GKN“ – als Download verfügbar
Komponente für Kraftstoffeinspritzung
Die Komponente für ein Kanaleinspritzgerät zielt auf eine emissionsarme Verbrennung in einem Dieselmotor ab, indem sie den Einspritzstrahl durch eine Reihe gut ausgerichteter Kanäle zur effizientesten Zone in einer Brennkammer leitet. Das Bauteil entstand in der Hoffnung auf eine Lösung für die additive Serienproduktion. Die komplexe Geometrie des Teils machte es jedoch schwierig und teuer, es herzustellen – weder im SLM-Verfahren noch mit anderen herkömmlichen Technologien. Metal Binder Jetting ermöglichte letztendlich die Anforderung. (eve)
Messe Formnext 2024: Halle 12.0, Stand B01
