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Individuelle Werkstoff-Lösungen

Qualifizierung und Verarbeitung neuer Werkstoffe für die Additive Fertigung
Individuelle Werkstoff-Lösungen

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Prozesskette zur schnellen Materialqualifizierung bei Rosswag Engineering. Bild: Rosswag
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Die Rosswag GmbH zählt mit über 400 unterschiedlichen Werkstofflegierungen und einem über 6000 t umfassenden Lager als Weltmarktführer hinsichtlich der Materialvielfalt im Schmiedebereich. Dieses Know-how treibt auch Rosswag Engineering an, um die Anzahl an verfügbaren und qualifizierten Werkstoffen im Bereich der additiven Fertigung auf Basis von Kundenbedarfen zu erhöhen. Autor: Philipp Schwarz, Rosswag GmbH

Wo es für konventionelle Verfahren tausende unterschiedlicher Legierungen gibt, stehen für den SLM-Prozess bisher lediglich eine Handvoll Standardlegierungen bereit. Rosswag Engineering wird hierzu als kompetenter Entwicklungspartner mit komplexen Kundenanforderungen konfrontiert und bietet anschließend über die firmeninterne und ganzheitliche Prozesskette individuelle Lösungen an. So werden meist Werkstoff- und Prozesslösungen für additive Fertigung im Pulverbettverfahren gefordert, welche derzeit noch nicht existieren und auch selten oder unvollständig im wissenschaftlichen Umfeld vorhanden sind. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Rosswag eine umfassende und firmeninterne Materialqualifizierungskette etabliert. Diese ist zum einen in der Lage individuell auf Kundenanforderungen einzugehen, zum anderen ist hier ein starker Fokus auf die Qualifizierungszeit gelegt worden, um in kurzen Intervallen erste Daten zur Projektbewertung liefern zu können.

Rosswag Engineering ist es somit durch die umfassenden internen Möglichkeiten gelungen eine Materialqualifizierung innerhalb von vier Wochen zu realisieren. Hierdurch können effektiv Time-to-Market-Zyklen bei den Endkunden beschleunigt werden.

Kleine Mengen Pulver

Ein wesentlicher Punkt der ganzen Prozesskette setzt zudem bei der Pulvererzeugung an. Ende 2017 wurde ein AU3000 Atomizer der Firma Blue Power GmbH beschafft, um die für die Materialqualifizierungen notwendigen Metallpulver selbst erzeugen zu können. Eine Besonderheit ist hier die Arbeit mit kleinen Mengen an Metallpulvern ( 50 kg).

Eine Kleinmenge von 10 bis 15 kg Sondermetallpulver kann, sobald das Rohmaterial verfügbar ist oder im Schmelztiegel individuell zulegiert wird, innerhalb eines Arbeitstages hergestellt und für den SLM-Prozess durch Sieben und Sichten aufbereitet werden. Partikelgrößenverteilung, Partikelform, Fließfähigkeit und andere relevante Parameter werden vor der Verwendung der Metallpulver in den SLM-Anlagen überprüft.

Die Möglichkeiten dieser innovativen Prozesskette wurden anhand von Werkstoffen, wie beispielsweise dem 1.7225 bereits erprobt. Zur Bewertung des Werkstoffs nach der Qualifizierung und zur Beurteilung seiner Einsatzfähigkeit wurden im Falle des 1.7225 die erreichten Kennwerte abschließend mit Daten zu konventionellen Verfahren verglichen. Es zeigte sich, dass bei dem hier vorliegenden Werkstoff im Rahmen der Qualifizierung mit konventionellem Halbzeug vergleichbare Kennwerte erreicht werden konnten.

Innerhalb weniger Wochen konnte so, von der Metallpulverproduktion bis zur Erprobung additiv gefertigter Testkörper, ein neuer Werkstoff vollständig für die Verarbeitung im LPBF-Verfahren (Laser Powder Bed Fusion) qualifiziert werden. Ermöglicht wurde dies durch die Verwendung kleiner Mengen Metallpulver sowie der Aggregation aller notwendigen Prozessschritte an einem Ort.

Rosswag GmbH –
Rosswag Engineering

www.rosswag-engineering.de


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