Entwicklung von 3D-Druckprozessen nach dem Binder-Jetting-Verfahren

Am Fraunhofer-Zentrum HTL werden Bauteile aus Metall, Keramik oder Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen mit einem M-Flex-Pulverdrucker der Firma ExOne additiv im Pulverbett-Verfahren gefertigt. Bei dem „Binder Jetting“ genannten 3D-Druckverfahren werden die Bauteile schichtweise durch das gezielte Aufdrucken eines flüssigen organischen Binders auf ein Pulverbett generiert. Die Komponenten werden danach in einem Ofen gehärtet und von nicht bedrucktem Pulver befreit, welches gereinigt und wieder verwendet werden kann. Die Druckteile sind nach der Härtung porös. In einem abschließenden Wärmebehandlungsschritt werden die Bauteile entbindert und gesintert. Die Verdichtung kann auch über eine Schmelzinfiltration erfolgen, was neue Materialkombinationen ermöglicht.

Durch die Kombination eines Pulverbett-Verfahrens mit einem Inkjet-Druck (Binder Jetting-Verfahren), verschiedenen Binderflüssigkeiten und Infiltrationsmaterialien ist es möglich, komplexe Prototypen und Kleinserien in einer enormen Bandbreite an Werkstoffen - von Metallen über Keramiken bis hin zu Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen - additiv zu fertigen.

Am Fraunhofer-Zentrum HTL reicht das Angebotsspektrum für Bauteile aus dem Pulverbett-Druck von der 3D-CAD-gestützten Bauteilauslegung und -konstruktion über die additive Fertigung erster Ansichtsexemplare aus Kunststoff, Machbarkeitsstudien zum 3D-Druck individueller Materialien bis zur generativen Fertigung von Bauteilen aus Metall, Keramik oder Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen. Abgerundet wird das Angebot am HTL durch die Möglichkeit zur bauteilspezifischen In-situ-Analyse und Optimierung der Sinter- und Infiltrationsprozesse mittels ThermoOptischer Messmethoden (TOM).