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Additive Fertigung: Pulvereigenschaften entscheidend für Bauteilqualität

Die Wechselwirkungen zwischen der Fertigungsanlage, den Prozessparametern und den Pulvereigenschaften beim Laser-Sintern von Kunststoffen und dem Laser-Strahlschmelzen von Metallen stehen einer guten Reproduzierbarkeit hinsichtlich Oberfläche, Formtreue und den mechanischen Eigenschaften entgegen. Ein wichtiger Schritt hin zu einer größeren Prozessstabilität ist es, Metall- und Kunststoffpulver mit reproduzierbaren Eigenschaften zu verarbeiten. Dazu hat der VDI jetzt drei neue Richtlinien der Reihe VDI 3405 veröffentlicht.
Ziel der Richtlinie VDI 3405 Blatt 2.3 für Metallpulver ist es, Vorgehensweisen und Methoden zu beschreiben, die relevante Kenngrößen zur Pulvercharakterisierung liefern, um damit die Reproduzierbarkeit und Prozesssicherheit der gesamten additiven Fertigungskette zu steigern. Die Richtlinie wendet sich an Hersteller und Nutzer von Metallpulvern zur Verwendung in pulverbettbasierten additiven Fertigungsanlagen wie dem Laser-Strahlschmelzen (LBM) und dem Elektronen-Strahlschmelzen (EBM). Sie wendet sich auch an mit der Qualitätssicherung von additiv hergestellten Bauteilen befassten Personen sowie an Anbieter für Mess- und Prüftechnik zur Charakterisierung von Pulverwerkstoffen.
VDI 3405 Blatt 1.1 widmet sich der Qualifizierung von Pulvern für das Laser-Sintern von Kunststoffbauteilen. In dieser Richtlinie werden konkrete Kenngrößen und Anwendungsempfehlungen gegeben, um die Werkstoffe für die Anwendung zu qualifizieren. Die Kenngrößen und Empfehlungen wurden mit Blick auf den Werkstoff Polyamid 12 (PA12) erstellt. Polyamid 11 (PA11) wurde teilweise ebenfalls explizit berücksichtigt. Ergänzend zu den in VDI 3405 Blatt 1 aufgeführten verschiedenen Prüfverfahren für mit dem Laser-Sinter-Verfahren additiv hergestellte Bauteile wird spezifiziert, welche Kenndaten ein Werksprüfzeugnis für das zu verarbeitende Material enthalten soll und welche weiteren Faktoren die Verarbeitbarkeit des Pulvers beeinflussen.
Die ebenfalls erschienene Richtlinie VDI 3405 Blatt 2.2 mit dem Materialkenndatenblatt von Inconel® 718 zeigt die in einem Ringversuch ermittelten Materialkennwerte von mit dem Laser-Strahlschmelzen hergestellten Bauteilen aus der Nickellegierung Werkstoffnummer 2.4668. Dabei wurden die in VDI 3405 Blatt 2 beschriebenen Prüfverfahren und -methoden angewandt. Da es sich dabei ausschließlich um Verfahren handelt, die dem anerkannten Stand der Technik entsprechen, ist der Vergleich mit den Kenndaten von herkömmlichen Fertigungsverfahren möglich.

www.vdi.de

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