Metallpulver aus nachhaltigen Quellen für den 3D-Druck

Das US-Unternehmen 6K ist ein Spezialist für Mikrowellenplasmatechnologie. Der Produzent stellt innovative Materialien her, die bei der additiven Fertigung, in Lithium-Ionen-Akkus und auf anderen industriellen Märkten zum Einsatz kommen. Nun gab die Firma die Markteinführung eines additiven Fertigungspulvers aus nachhaltigen Quellen bekannt. Hierbei werden Lage, Fräs- und Drehspäne sowie andere recycelte Rohstoffe in Metallpulver für die additive Fertigung umgewandelt.

6K hat eine Prozesstechnologie entwickelt, die jetzt aus zertifizierten Dreh-und Frässpänen und bereits verwendeten Pulvern erstklassige Pulver herstellen kann und sich in Zukunft auch auf Rohstoffe aus additiv gefertigten Stützstrukturen, nicht konforme additiv gefertigten Teile nach dem Druck und sonstige Materialien anwenden lässt. Das Ziel besteht darin, alle Materialien, die in die Lieferkette gelangen, zu 100 % zu verwenden. Endanwendern des 3D-Drucks soll eine neue Möglichkeit für das Management der Projektkosten und die Kontrolle der Lieferkette aufgezeigt werden. Gleichzeitig gilt es, Fortschritte auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft im Bereich der additiven Fertigung zu erzielen.

„Wenn die additiven Fertigungindustrie erfolgreich expandieren und eine weitaus größere Anzahl von Marktbereichen und -anwendungen erschließen soll, dann sind technische Fortschritte bei der Pulverherstellung notwendig, um schlagkräftige wirtschaftliche Argumente zu liefern“, erklärte Dr. Aaron Bent, CEO von 6K. „Zu dieser Expansion werden niedrigere Gesamtkosten und Pulver mit höherer Leistung beitragen, die durch den Prozess von 6K ermöglicht werden. Wir müssen jedoch einen Schritt weitergehen, um Pulver und Geschäftsmodelle zu entwickeln, die alle Kosten für die Fertigung von additiv gefertigten Teilen während des gesamten Produktionszyklus berücksichtigen.“

Eine Kerntechnologie des Teams ist die zur Rückgewinnung von Legierungen. So werden Metalle und Legierungen aus der subtraktiven Fertigung und anderen Prozessen zurückgewonnen. Pro Jahr werden vom additiven Fertigungsteam von 6K bereits mehr als 500 Tonnen Titanlegierung Ti-64 zurückgewonnen und an die Aluminiumlegierungsindustrie zur Herstellung von Produkten für die Raumfahrt-, Medizin- und Automobilindustrie verkauft. Dieses verarbeitete Ausgangsmaterial wird vom UniMelt-Plasmasystem von Amastan für zahlreiche Legierungen genutzt.

Das UniMelt-Plasmasystem von 6K ist das weltweit einzige Mikrowellenplasma mit einer homogenen und präzise definierten Plasmazone ohne jegliche Verunreinigungen, mit dem sich innovative Batteriepulver, Phosphore, additive Fertigungsmaterialien usw. mit hohem Durchsatz herstellen lassen.

„Da wir Materialien zurückgewinnen und nahezu alle Metalle, Legierungen oder keramischen Rohstoffe zu erstklassigen Pulvern verarbeiten können, verfügen additive Fertigungsdesigner über ein leistungsstarkes Tool“, erklärte Dr. Bent weiter. „Somit können jetzt alle maschinell gefertigten Metalllegierungen zu Pulver verarbeitet werden. Außerdem können wir nun neue, bislang nicht mögliche additive Fertigungspulver herstellen: Pulver aus nicht eutektischen Legierungen, wie Hochentropie-Legierungen oder Designer-Aluminiumlegierungen, die den Druck in Pulverbett-Fusionssystemen ermöglichen.

Da das Mikrowellenplasma eine hohe Homogenität aufweist, kann 6K Pulver mit höherer Qualität als Verfahren von Wettbewerbern herstellen. Diese Pulver haben eine hohe Sphärizität (Kugelförmigkeit), sind nicht porös und frei von Satelliten und haben gute Fließeigenschaften und eine hohe Klopfdichte. Dank seiner Strategie zur Metallrückgewinnung kann 6K die Pulvergrößenverteilung für den jeweils notwendigen additiven Fertigungsprozess gezielt ins Visier nehmen: MIM (Metal Injection Molding; Metallpulverspritzguss) , L-PBF (Laser Powder Bed Fusion; selektives Laserschmelzen), EBM (Electron Beam Melting; Elektronenstrahlschmelzen), DED (Direct Energy Deposition; direkte Energieabscheidung) oder Binder-Jetting. Dadurch hat der UniMelt-Prozess eine Ausbeute von fast 100 % – also eine um das 3 bis 4-fach höhere Ausbeute als die Gasatomisierung.

Im rahmen der Markteinführung wurde auch die von Amastan Technologies in 6K bekanntgegeben. Dies ist die lezte in einer Reihe von strategischen, Initiativen, die den Expansionskurs des Unternehmens widerspiegeln, einschliesslich B2- Finazsmitteln in Höhe von 11 Mio. USD under der Übernahme von AI Solutions (jetzt 6K Additive). 6K Additive ist nach ISO 9001 zertifiziert, verarbeitet mehr also 500 Tonnen Ti-64 pro jahr und baut gerade ein hochmodernes, etwa 3.700 m² großes Werk für die Herstellung von Pulvern für die additive Fertigung, das im ersten Quartal 2020 eröffnet werden soll.