Schall revolutionerar 3D-utskrift: komponenter för flyg mer stabila och exakta!

Schall revolutionerar 3D-utskrift: komponenter för flyg mer stabila och exakta!

Utmaningarna inom 3D-utskrift av komponenter för säkerhetsrelevanta områden som flyg- och fordonskonstruktion är betydande. Trots avancerad teknik används dessa komponenter sällan på grund av kvalitetsproblem. En forskargrupp vid Chair of Manufacturing Engineering vid Saarlands universitet, ledd av professor Dirk Bähre, har gjort värdefulla framsteg när det gäller att förbättra komponentkvaliteten.

Under ledning av doktoranden Oliver Maurer används ljud i en ny process för att öka kvaliteten på små metallkomponenter i pulverbädds 3D-utskrift. Enligt en rapport från Saarlands universitet används ljud för att kompaktera metallpulver under smältningsprocessen med en laser. Detta leder till ökad stabilitet och homogenitet hos de producerade komponenterna, vilket är avgörande för deras vidare tillämpning. Att integrera en högtalare i 3D-skrivaren skapar riktade vibrationer som avsevärt förbättrar egenskaperna hos det utskrivna materialet.

Procedurer för kvalitetsförbättring

Att använda ljudvågor liknar att komprimera betong. Den riktade ljudvibrationen gör att metallpulverpartiklarna rör sig närmare varandra. Lasern smälter det komprimerade pulvret, vilket resulterar i en förfinad kristallstruktur och förbättrad styrka. Rapporter visar att förutom att minimera tomrum, optimerar denna metod även komponenternas mikrostruktur och ökar geometrisk noggrannhet. Färre porer och en mer homogen yta är resultatet av denna innovativa teknologi.

En annan fördel är den snabbare tillgängligheten för komponenterna, eftersom den nya metoden kräver mindre efterbearbetning. Studier visar att ljudvibrationerna gör smältprocessen mer kontrollerad, vilket kan minska komponenternas inre stress. Detta är särskilt intressant för små, komplext formade komponenter som används inom medicinteknik för till exempel proteser.

Processen är inte bara lämplig för vissa legeringar, utan kan även överföras till andra typer av metall. Maurer har redan publicerat vetenskapliga artiklar om denna teknik och söker aktiva partnerföretag för att vidareutveckla och tillämpa processen i praktiken.

Flygplansutsikter

I flyg- och rymdsammanhang är företag som Trumpf beroende av additiv tillverkning för att göra komponenter lättare och stabilare. Additiv teknologi har nu över 20% marknadsandel inom detta område och hjälper till att minimera de höga transportkostnaderna ut i rymden. Toppmoderna processer som Laser Metal Fusion (LMF) och Laser Metal Deposition (LMD) möjliggör exakta konstruktioner som specifikt bara använder material där det behövs. Till exempel gjordes ett fäste för kommunikationssatelliter 55 % lättare utan att förlora stabilitet.

Många företag inser värdet av förbättrade 3D-utskriftstekniker för säkerhetskritiska applikationer. Utvecklingen vid Saarlands universitet erbjuder lovande metoder för att lösa befintliga problem och öppna upp nya marknader.