Aluminiumlegierungen haben die Vorteile hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und starker Wiederverwertbarkeit und gelten als ideale Materialien für leichte Automobile. 3D-Druck plus Aluminiumlegierungen wurden von Herstellern verwendet, um spezielle Teile einschließlich komplexer Geometrien und konformer Kühlkanäle zu entwickeln. Aufgrund des geringen wirtschaftlichen Nutzens wurde diese Technologie jedoch in der Automobilproduktion nicht weit verbreitet, und das Gießen und Formenöffnen ist immer noch die gängige Produktionsmethode. Wie man die hohen Kosten des 3D-Drucks lösen und ihn wirklich zur Massenproduktion bringen kann, ist eine Chance und Herausforderung für 3D-Druckunternehmen.
Alloy Enterprises, ein 3D-Druck-Startup, hat ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt, das darauf ausgelegt ist, hochergiebige, vollständig dichte Aluminiumteile zu liefern, die es Herstellern ermöglichen, vom Prototyping bis zur Massenproduktion zu skalieren. Dieses selektive Diffusionsbindungsverfahren, das für Aluminium entwickelt wurde, verwendet anstelle von Pulver proprietäres Flockenaluminium als Rohmaterial. Es versteht sich, dass dieses neue Verfahren in der Lage sein wird, den Produktionsumfang zu erweitern, Kosten zu senken und die Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit zu verbessern; Gleichzeitig wird es dem 3D-Druck helfen, eine breitere Anwendung in Branchen wie der Automobil- und Industrieindustrie zu finden und schließlich traditionelle Gussteile wie Gusshandwerk zu ersetzen.
In Richtung Massenproduktion ist das Material der Schlüssel
Selektives Diffusionsbonden ist ein plattenbasierter Prozess, der eine Art geschichteter Festkörperherstellung ist. In Bezug auf die Materialien hat das Unternehmen keine neue Herstellungsmethode zur Herstellung seines neuen Aluminiumrohstoffs erfunden, sondern es durch Anwendung des gleichen Aluminiumwalzverfahrens erhalten, das für Aluminiumfolie und Getränkedosen verwendet wird. Es wird gesagt, dass die Kosten 1/25 des Aluminiumpulvers betragen. Neben den Kosten entfallen durch den Verzicht auf Pulver auch Schritte wie Backen, Sieben und Entpulvern. Gewalztes Aluminium weist nicht die Gefahren auf, die Metallpulvern innewohnen, das Verfahren erfordert keine Schutzausrüstung wie Atemschutzgeräte oder spezielle Lagerung, und es besteht kein Risiko einer Materialexplosion.
2 Maschinen arbeiten zusammen, schneiden und kleben
Beim selektiven Diffusionsbonden wurden 2 Maschinen verwendet. Die erste, Construct-Maschine genannt, verwendet einen Laser, um die Umrisse eines Teils zu schneiden und die Bleche zu stapeln, und trägt dann einen Inhibitor auf bestimmte Bereiche des Materials auf, um Stützen zu bilden. Gleichzeitig kann die Maschine auch jede Schicht scannen und prüfen, um die Produktqualität sicherzustellen und die Erfolgsrate des Drucks zu verbessern.
Sobald diese abgeschlossen sind, bewegt der Bediener das Teil zur Bond-Maschine. In dieser Maschine durchlaufen die Teile einen Diffusionsverbindungsprozess, um Materialschichten miteinander zu verschmelzen, mit Ausnahme der mit Inhibitor beschichteten Bereiche. Beim Diffusionsbonding-Verfahren werden die Bleche zu einem Materialstück gestapelt, dann wird das Trägermaterial entfernt und wärmebehandelt, um das endgültige Teil zu erhalten.
Wie bei herkömmlichen Gussteilen kann die Nachbearbeitung per CNC erfolgen, aber der 3D-Druck kann im Vergleich zum Gießen komplexe Geometrien und konforme Kühlkanäle erzeugen. Darüber hinaus sind die mechanischen Eigenschaften, die aus hochfesten Aluminiumlegierungen (z. B. 6061) hergestellt werden, herkömmlichen Gussteilen überlegen, und die erforderliche Zeit ist kürzer.
Um die wirklich wirtschaftliche Massenproduktion des Metall-3D-Drucks zu realisieren, werden weitere neue Technologien benötigt. Ähnliche Innovationen erwarten wir auch von heimischen Unternehmen, die weitere Überraschungen für den zukünftigen 3D-Druckmarkt bringen werden.