Schall revolusjonerer 3D-utskrift: komponenter for luftfart mer stabile og presise!

Schall revolusjonerer 3D-utskrift: komponenter for luftfart mer stabile og presise!

Utfordringene innen 3D-printing av komponenter for sikkerhetsrelevante områder som romfart og kjøretøykonstruksjon er betydelige. Til tross for avansert teknologi, brukes disse komponentene sjelden på grunn av kvalitetsproblemer. Et forskerteam ved Chair of Manufacturing Engineering ved Saarland University, ledet av professor Dirk Bähre, har gjort verdifulle fremskritt i å forbedre komponentkvaliteten.

Under ledelse av doktorgradsstudent Oliver Maurer brukes lyd i en ny prosess for å øke kvaliteten på små metallkomponenter i pulverbed 3D-utskrift. I følge en rapport fra Saarland University brukes lyd til å komprimere metallpulver under smelteprosessen med en laser. Dette fører til økt stabilitet og homogenitet av komponentene som produseres, noe som er avgjørende for deres videre anvendelse. Å integrere en høyttaler i 3D-skriveren skaper målrettede vibrasjoner som forbedrer egenskapene til det trykte materialet betydelig.

Prosedyrer for kvalitetsforbedring

Å bruke lydbølger ligner på å komprimere betong. Den målrettede lydvibrasjonen får metallpulverpartiklene til å bevege seg nærmere hverandre. Laseren smelter det komprimerte pulveret, noe som resulterer i en raffinert krystallstruktur og forbedret styrke. Rapporter viser at i tillegg til å minimere tomrom, optimaliserer denne metoden også mikrostrukturen til komponenter og øker geometrisk nøyaktighet. Færre porer og en mer homogen overflate er resultatet av denne innovative teknologien.

En annen fordel er den raskere tilgjengeligheten av komponentene, da den nye metoden krever mindre etterbehandling. Studier viser at lydvibrasjonene gjør smelteprosessen mer kontrollert, noe som kan redusere den indre spenningen til komponentene. Dette er spesielt interessant for små, kompleksformede komponenter som brukes i medisinsk teknologi for for eksempel proteser.

Prosessen er ikke bare egnet for visse legeringer, men kan også overføres til andre typer metall. Maurer har allerede publisert vitenskapelige artikler om denne teknologien og ser etter aktive partnerbedrifter for å videreutvikle og anvende prosessen i praksis.

Luftfartsutsikter

I romfartssammenheng er selskaper som Trumpf avhengige av additiv produksjon for å gjøre komponentene lettere og mer stabile. Additiv teknologi har nå over 20 % markedsandel på dette området og bidrar til å minimere de høye transportkostnadene til verdensrommet. State-of-the-art prosesser som Laser Metal Fusion (LMF) og Laser Metal Deposition (LMD) muliggjør presise design som spesifikt bare bruker materiale der det er nødvendig. For eksempel ble et feste for kommunikasjonssatellitter gjort 55 % lettere uten å miste stabiliteten.

Tallrike selskaper anerkjenner verdien av forbedrede 3D-utskriftsteknikker for sikkerhetskritiske applikasjoner. Utviklingen ved Saarland University tilbyr lovende tilnærminger til å løse eksisterende problemer og åpne opp nye markeder.