Desktop Metal qualifiziert niedriglegierten Stahl 4140 für Metal Binder Jet System

Der 3D-Drucker-Hersteller Desktop Metal hat die Verwendung von niedriglegiertem 4140-Stahl für seine Production System-Plattform qualifiziert. Dieses System nutzt die zum Patent angemeldete Single Pass Jetting (SPJ)-Technologie, um schnelle Fertigungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Desktop Metal ist damit das erste Unternehmen, das den niedrig legierten Stahl 4140 für die Verwendung mit ein Metal Binder Jet System qualifiziert hat. Dies ermöglicht auch den Einsatz in der Massenproduktion von Endverbrauchsteilen.

4140 gilt als einer der vielseitigsten niedrig legierten Stähle und zeichnet sich durch seine Zähigkeit, hohe Zugfestigkeit sowie Abrieb- und Schlagfestigkeit aus. Er ist ein kritischer Allzweck- und Vergütungsstahl, der in einer Vielzahl von Automobil-, Öl- und Gas- und Industrieanwendungen eingesetzt wird, wie z. B. in Getrieben, Komponenten für Bohrlochwerkzeuge, Kupplungen, Spindeln, Schrauben und Muttern und vielen anderen mechanischen Teilen.

Durch die Qualifizierung des Materials für seine 3D-Druck-Technologie hofft Desktop Metal, die additive Fertigung solcher Bauteile in großen Stückzahlen zu ermöglichen. Die mit dem 4140-Material gedruckten Teile entsprechen den MPIF-35-Standards für strukturelle pulvermetallurgische Teile und sollen zu geringeren Kosten hergestellt werden können und gleichzeitig weniger Materialabfall erzeugen.

Um zu zeigen, was man mit dem neuen Material machen kann, hat Desktop Metal eine Reihe von Anwendungen entwickelt. So wurden ein Servolenkungsgelenk für ein Auto, ein linearer Pneumatikzylinder und ein pfeilverzahntes Zahnrad additiv gefertigt.

Aufgrund der Festigkeit und Härte des 4140 eignete sich das Material für das Servolenkungsgelenk. Die Keilverzahnung verbindet das Teil mit dem Rest der Baugruppe. Mit dem Produktionssystem P-50 könnte dieses Teil laut Desktop Metal in einer Stückzahl von bis zu 1,2 Millionen pro Jahr zu einem Teilepreis von nur 2,45 $ hergestellt werden. Die pfeilverzahntes Zahnräder wurden durch ein komplexes Gitterdesign leichtgewichtig gemacht und können mit dem Production System P-50 in einer Stückzahl von bis zu 200.000 pro Jahr hergestellt werden. Lineare Pneumatikzylinder können in einer Stückzahl von bis zu 690.000 Teilen pro Jahr produziert werden. Die Kosten betragen 0,28 US-Dollar pro Kubikzentimeter gesintertem, niedrig legiertem 4140-Stahl.