Miniaturisierte generative Fertigung in großen Stückzahlen - 3D Metal Printing

Durch die Herstellung komplexer endformnaher Bauteile auch aus schwer bearbeitbaren Werkstoffen haben sich generative Fertigungsverfahren schnell zu einer konkurrenzfähigen Technologie entwickelt, wobei der industrielle Durchbruch aufgrund der geringen Stückzahlen noch nicht erfolgt ist. Zudem stoßen mit der Miniaturisierung von Bauteilen die bekannten generativen Verfahren an ihre Grenzen. In diesem Beitrag wird der dreidimensionale Siebdruck als innovative massentaugliche Technologie zur pulvermetallurgischen Herstellung mikrostrukturierter Bauteile aus beliebigen metallischen, keramischen und Polymerwerkstoffen vorgestellt. Dabei können auch für Strahlverfahren traditionell schwierige Werkstoffe wie Kupfer, Seltene Erden oder Hartmetalle verarbeitet werden. Er basiert auf dem etablierten industriellen zweidimensionalen Siebdruck, der am Fraunhofer IFAM Dresden weiterentwickelt wird. Durch die Erweiterung um eine dritte Dimension können Bauteile mit Strukturfeinheiten von 70 mm gefertigt werden. Ein Design-Wechsel während des Drucks ermöglicht geometrische Variationen wie geschlossene Kanäle ohne Stützstrukturen, die mit konventionellen generativen Verfahren nicht vorstellbar sind. Durch die Kombination der beiden massentauglichen Verfahren Siebdruck und Pulvermetallurgie sind je nach Bauteil Stückzahlen im Millionenbereich realisierbar, die bisher Verfahren wie dem Spritzguss vorbehalten waren.