Effizienter 3D-Druck von hitzebeständigem Inconel

Die Bearbeitung von Inconel (korrosionsbeständige Nickelbasislegierungen) mit konventionellen Werkzeugen ist mühsam und teuer. Ein neuer 3D-Drucker von Trumpf fertigt im 40 cm hohen und 30 cm breiten Bauraum mehrere Teile gleichzeitig und erreicht damit deutlich verkürzte Fertigungszeiten.

Dieses Laufrad für einen Gaskompressor aus Inconel ist im 3D-Druck entstanden. (Quelle: Trumpf)

Das auf der EMO mit dem Drucker Truprint 3000 hergestellte Laufrad aus Inconel wird im Antrieb von Post-Drohnen oder Modellflugzeugen sowie in kleineren Turbinen eingesetzt. Mit herkömmlichen Verfahren dauert es acht Tage, das Bauteil aus dem Inconel-Block herauszufräsen und nachzubearbeiten.

Der Drucker dagegen baut drei Laufräder auf einer Plattform gleichzeitig auf. Damit sinkt die Herstellungszeit inklusive Nachbearbeitung auf vier Tage, der Materialverlust reduziert sich auf weniger als 20 %. 3D-Messungen haben gezeigt, dass der gedruckte Gaskompressor die gleiche Qualität aufweist wie das Original.

Der 3D-Drucker eignet sich ideal für hitzebeständige Materialien, wie etwa Inconel. (Quelle: Trumpf)

Im Auftrag von Toolcraft hat das Unternehmen ein Leitschaufelsegment für Flugzeuge (Vane) für den 3D-Druck optimiert. Es besteht aus 16 gebogenen Schaufelblättern, die kreisförmig um eine Achse angeordnet sind. Aufgrund der komplexen Geometrie des Ringraums dauert der Zerspanprozess 15 h. Eine aufwendige Programmierung ist nötig, damit die Fräsmaschine die Schaufelblätter des Vane erreicht. Erst nach drei Bearbeitungsdurchgängen ist die Form herausgearbeitet. 85 % des Ausgangsmaterials werden dabei zerspant. Hinzu kommen hohe Werkzeugkosten.

Im additiven Verfahren baut der Drucker sechs Vanes in einem Durchgang auf. Pro Stück liegt die Druckzeit bei nur noch 6 h, die Nacharbeit an der Fräsmaschine ist stark reduziert. Das Vane lässt sich mit dem 3D-Druck zudem weiter verbessern. Denkbar wäre es beispielsweise, Hohlstrukturen in die Schaufelblätter einzubringen, um so die Kühlwirkung zu erhöhen.

Bild oben: Im Auftrag von Toolcraft hat Trumpf ein Leitschaufelsegment für Flugzeuge, auch Vane genannt, für den 3D-Druck optimiert. (Quelle: Trumpf)


Quelle und weitere Infos: Trumpf

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