Heraeus zeigt weltweit größtes 3D-gedrucktes Bauteil aus amorphen Metallen

Der deutsche Konzern Heraeus präsentiert auf der Automate 2019 in Chicago ein additiv gefertigtes Zahnrad als Weltrekord im Bereich der amorphen Metalle. Das Bauteil wurde in einer Standard-SLM-Anlage mit Material aus dem Hause Heraeus gedruckt.

Laut Presseaussendung des Unternehmens ist das 3D-gedruckte Zahnrad ein Durchbruch. Zwei Kilogramm bringt das additiv gefertigte kompakte Bauteil auf die Waage. Bisher waren aufgrund der erforderlichen hohen Abkühlraten von meist über 1.000 K/s nur kleine Teile aus amorphen Metallen herstellbar. 50 Prozent Material- und damit Gewichtseinsparung erreichen die Material- und Prozessexperten dadurch, dass sie bei der Entwicklung des amorphen Zahnrads gleichzeitig seine Topologie optimiert haben. Heraeus hat jetzt die bestehenden Grenzen der Technik hinsichtlich Größe und Komplexität neu definiert und revolutioniert damit die Designmöglichkeiten, beispielsweise in der Automatisierungsbranche und in der Robotik. Den Weltrekord realisierte Heraeus mit einem handelsüblichen Laserschmelzdrucker.

Amorphe Metalle erlauben vollkommen neue Designmöglichkeiten und Anwendungen

Amorphe Metalle weisen eine ungeordnete, nicht kristalline Struktur auf, anders als reine Metalle und klassische Legierungen. Sie vereinen Eigenschaften in einem Material, die sich üblicherweise ausschließen: extreme Härte und Druckfestigkeit bei gleichermaßen hoher Elastizität. Sie zeichnen sich entsprechend durch eine gute Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit und eine hohe Streckgrenze in Kombination mit der Elastizität von Polymeren aus. Zudem besitzen sie weichmagnetische Eigenschaften und sind deshalb leicht zu magnetisieren und entmagnetisieren. Mit dieser Kombination von Eigenschaften sind amorphe Metalle Stahl, Titan und vielen anderen Werkstoffen überlegen.

Weniger Gewicht dank präziser Fertigung

Die hochpräzise schichtweise Herstellung mit Spezialwerkstoffen von Heraeus senkt auch den Materialverbrauch und hilft so, Gewicht und Kosten zu sparen. 3D-Druck verringert zudem den gesamten Produktionsaufwand: Komplexe Bauteile benötigen mit konventionellen Methoden zahlreiche Arbeits- und Fertigungsschritte. Mehrere Einzelteile müssen produziert und anschließend zusammengefügt werden. 3D-Drucker erledigen dies in einem einzigen Vorgang. Nach dem Aufbau im Drucker sind auch bewegliche Teile sofort einsatzbereit und voll funktionsfähig.

Der Artikel basiert auf eine Pressemeldung von Heraeus