Fraunhofer entwickelt Möglichkeit zum 3D Druck von komplexen Hartmetall-Werkzeugen

Das Fraunhofer IKTS hat 3D gedruckte Hartmetall Werkzeuge entwickelt die mittels Binder Jetting gedruckt werden können. Die so produzierten Objekte sind extrem hart und sollen in diversen Fertigungsmaschinen zum Einsatz kommen.

Das Fraunhofer IKTS ist spezialisiert auf Hartmetalle, deren Produktion und Bearbeitung. Zum Einsatz sind die Materialien vor allem in Dreh, Fräs- und Bohrmaschinen gekommen, wo sie extremen Belastungen standhalten müssen. Das tun die entwickelten Materialien auch, doch durch die konventionelle Fertigung gibt es einige Nachteile – komplexe Strukturen wie zum Beispiel Gänge für Kühlung konnten nicht gefertigt werden. Durch den Einsatz von 3D Druckern soll sich dieses Problem allerdings auflösen.

Johannes Pötschke, Gruppenleiter »Hartmetalle und Cermets« am Fraunhofer IKTS:

“Durch den Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung von komplexen Grünkörpern und dem anschließenden Sintern unter herkömmlichen Sinterbedingungen erreichen wir Bauteile mit einem typischen Hartmetallgefüge bei hundertprozentiger Dichte. Darüber hinaus ist es gelungen, eine homogene Kobalt-Verteilung einzustellen, die für vergleichbare Qualitäten sorgt wie bei konventionell hergestellten Hochleistungswerkzeugen”

Das verwendete Verfahren (Binder-Jetting) des Fraunhofer IKTS funktioniert so: Eine Schicht Hartmetall (bestehend aus einem keramischen Werkstoff, wie Wolframcarbid gemischt mit einer zähen Bindematrix aus Kobalt und Nickel oder Eisen) wird aufgetragen, anschließend wird von einem speziellen Druckkopf eine Flüssigkeit auf die Pulverschicht abgegeben. Das organische Bindemittel wird auf das Material getropft und verklebt die dünne Pulverschicht. So wird das eigentliche Objekt geformt. Anschließend wird wieder eine Schicht Pulver aufgetragen und das Verfahren beginnt von Neuem. Durch Variation des Pulvers und der Flüssigkeit kann man sogar die Flexibilität und Härte der erzeugten Objekte beeinflussen. Die mit diesem Verfahren produzierbaren Werkzeuge werden erstmals zur WorldPM 2016 vom 9. – 13. Oktober 2016 in Hamburg präsentiert.