Montag, 04 September 2023 09:58

Pulvergefüllte Drähte für flexible Legierungen

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Auftragsschweißen (Foto: www.nielinger.de)

Manche Werkstücke lassen sich mit herkömmlichen Methoden wie dem Gießverfahren nicht gut fertigen. Dann bietet sich ein additives Fertigungsverfahren an, z. B. das Auftragschweißen. Dieses Verfahren zu optimieren ist Ziel des Projekts EWA, kurz für „Entwicklung kohlenstoff-martensitischer Werkzeugstähle für die additive Fertigung hochbeanspruchter Umformwerkzeuge mittels Wire-Arc Additive Manufacturing“.

Ausgangsstoff sind dabei dünne, pulvergefüllte Drähte. Sie werden zu Stanz- und Umformwerkzeugen additiv verarbeitet. Das Projekt am Lehrstuhl Werkstofftechnik der Ruhr-Universität Bochum unter Leitung von Prof. Dr. Sebastian Weber wird im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und startete am 22. Juni 2023. Das sogenannte Wire-Arc Additive Manufacturing, (WAAM) basiert zu großen Teilen auf dem Metallschutzgasschweißen. Die Ausgangsstoffe sind kostengünstige Metalldrähte.

Im Projekt EWA werden sogenannte Fülldrähte verwendet: mit Metallpulver gefüllte Röhrchen. Diese erlauben eine hohe Flexibilität in der direkt im Fülldraht erzeugten Legierungszusammensetzung. Da das Material beim WAAM-Verfahren lokal entsprechend einem 3D-CAD-Modell nur dort aufgebracht wird, wo es auch bleiben soll, können 90–100 % des im Prozess aufgebrachten Materials bis hin zum fertigbearbeiteten Werkstück beibehalten werden. Dieser hohe Ausnutzungsgrad bedeutet eine deutliche Materialeinsparung und damit auch verbesserte CO₂-Bilanz gegenüber der konventionellen, gießtechnischen Prozessroute. Und das Verfahren ist schnell: Binnen einer Stunde können bis zu zwölf Kilogramm Material aufgetragen werden.