Die additive Fertigung gewinnt insbesondere im Prototypenbau, aber mittlerweile auch bei kleinen und mittleren Serienprodukten sowie Bauteilen mit hohem Individualisierungsgrad oder einer komplizierten Geometrie zunehmend an Bedeutung. Im Metallbereich ist aktuell das Powder-Bed Fusion (PBF)- Verfahren unter Einsatz einer Laserstrahlquelle am meisten verbreitet. Es weist allerdings auch kritische Aspekte auf, etwa hohe Kosten für das Ausgangsmaterial verbunden mit dem Aufwand rund um die Pulverhandhabung, die geringen Aufbauraten vieler Anlagen und die damit verbundenen langen Prozesszeiten sowie der hohe Aufwand für die Post-Processing Schritte. So gilt es – wie bei jedem anderen Verfahren in der additiven Fertigung auch – die Funktionsflächen nachzubearbeiten, womit sich der Vorteil der guten Bauteilauflösung beim PBF-Verfahren schnell relativiert. Das sind mehrere Hindernisse, die nicht für einen wirklich wirtschaftlichen Einsatz sprechen.
Neues 3D-DruckFertigungsverfahren
Vor diesem Hintergrund und um den zunehmenden Anforderungen der Märkte nach individuell angepassten und endkonturnahen Produkten gerecht werden zu können, wurde bei Grob mit Liquid Metal Printing (LMP) ein zukunftsweisendes, wirtschaftliches und gleichzeitig flexibles Fertigungsverfahren im Bereich der additiven Fertigung entwickelt. Es beseitigt die Nachteile traditioneller metallverarbeitender 3D-Druck-Fertigungsverfahren. Mit der GMP300 bieten die Mindelheimer ihren Kunden eine zuverlässige, effiziente und kostenbewusste Anlagentechnik mit hoher Fertigungsflexibilität für die Einzel- und Kleinserienfertigung.
Vorteile des LMP-Verfahrens von Grob
Im Gegensatz zu dem bereits bekannten Pulverbettverfahren kommt bei dem von Grob entwickelten ‚Liquid Metal Printing‘ Draht als Ausgangsmaterial zur Anwendung. Damit lassen sich nicht nur die Materialkosten senken, sondern es werden durch den Einsatz von Draht vor allem auch Gesundheits- oder Explosionsgefahren eliminiert: Das vereinfacht die persönliche Schutzausrüstung und zusätzliche Arbeitsschritte wie das Entpulvern des Bauteils sowie das Sieben und Aufbereiten des Pulvers entfallen. Zudem handelt es sich beim LMP um einen Mikrogieß- und nicht um einen Schweißprozess – mit keinem oder nur geringem thermischen Verzug. Infolgedessen lassen nicht-schweißbare Legierungen verarbeiten.
Der LMP-Prozess erzeugt ein homogenes Mikrogefüge bei Streckgrenzen, die gleich oder zum Teil auch über den Werten des Ausgangsmaterials liegen. Darüber hinaus überzeugt das Verfahren mit hoher Flexibilität und Produktivität. Die Flexibilität wird erreicht durch einen schnellen Materialwechsel mit nur geringem Reinigungsaufwand, die hohe Variabilität des Tropfendurchmessers sowie Wechselmöglichkeiten von Druckkopf und Düse während des Aufbauprozesses. Die hohe Produktivität entsteht in erster Linie durch die erreichbaren hohen Aufbauraten, zweitens den reduzierten Nachbearbeitungsaufwand und drittens die Tatsache, dass die Bauteilkosten nur gering über den Füllgrad der Bauplatte skalieren.
Zukunftsträchtige LMP-Technologie
Die LMP-Technologie ist auf dem Markt noch nicht besonders verbreitet. Nichtsdestotrotz sieht Grob sie als eine wichtige Erweiterung der bestehenden metallverarbeitenden additiven Fertigungsprozesse. Dabei punktet das Verfahren mit einer höheren Aufbaurate als vergleichbare PBF-Anlagen und mit einer besseren Bauteilauflösung, verglichen mit aktuellen DED (Direct Energy Deposition)-Verfahren.