Mittwoch, 15 September 2021 13:13

Elektronenstrahlschmelzen bringt sprödes Metall in Form

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Bauteil aus Wolfram, hergestellt im 3D-Druck durch Elektronenstrahlschmelzen

Wolfram hat mit 3422 Grad Celsius den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Es ist ideal für den Einsatz dort, wo es richtig heiß wird, etwa für Weltraumraketendüsen, Heizelemente von Hochtemperaturöfen oder im Fusionsreaktor. Das Metall ist aber zugleich sehr spröde und daher mit konventionellen Fertigungsmethoden schwer zu bearbeiten.

Eine Möglichkeit bietet der 3D-Druck, mit dem Bauteile so hergestellt werden können, dass sie kaum noch nachbearbeitet werden müssen. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun für das Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Melting, EBM) neue Prozessparameter entwickelt, um damit auch Wolfram verarbeiten zu können. Diese erlauben nun den 3D-Druck von Bauteilen aus Wolfram.

EBM ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem unter Vakuum beschleunigte Elektronen Metallpulver selektiv schmelzen und so Schicht für Schicht ein 3D-Bauteil erzeugen. Der Elektronenstrahl ermöglicht auch das Vorwärmen des Metallpulvers sowie der Trägerplatte vor dem Schmelzen und reduziert damit Verformungen und Eigenspannungen.

Die Einsatzgebiete von Wolfram sind vielseitig. Durch seine speziellen Eigenschaften ist es für Hochtemperaturanwendungen in Energie- und Lichttechnik sowie für die Raumfahrt und die Medizintechnik ideal geeignet und damit für die moderne Hightech-Industrie praktisch unverzichtbar.