Untersuchungen zum Sinterverhalten von NiTiCu Pulvermischungen für den Einsatz im Metal Binder Jetting

Die additive Fertigung von Formgedächtnislegierungen eröffnet neue Perspektiven in deren Anwendung. Neben dem innovativen Fertigungsverfahren unterstützt auch die Anpassung der Formgedächtniseigenschaften durch zu legieren verschiedener Elemente wie Cu das Innovationspotential. Für die Fertigung solcher Legierungen mi tpulverbasierten additiven Fertigungsverfahren wie dem Metal Binder Jetting werden Sonderlegierungen genutzt. Der zeit- und kostenintensive Prozess zum Erhalten dieser Legierungen über externe Hersteller, führt zu Einschränkungen in der Entwicklungsfreiheit. Die vorliegende Arbeit untersucht als theoretische Vorarbeit die Sintereigenschaften von in-situ gemischten NiTiCu Pulvern mit unterschiedlichen Cu-Gehalten sowie die Auswirkung verschiedener kommerzieller Binder auf das Sinterverhalten für den Einsatz im Metal Binder Jetting. Dafür wurden vorliegende NiTi- und Cu-Pulver in verschiedenen Zusammensetzungen gemischt und anhand von Sinterversuchen ein statistisches Beschreibungsmodell für die resultierende Sinterdichte bei verschiedenen Sintertemperaturen und Sinterzeiten gebildet. Das Modell bietet eine erste Orientierung zur Einstellung dieser Parameter abhängig vom gewünschten Mischungsverhältnis um eine möglichst hohe Dichte zu erhalten. Dabei hat sich gezeigt, dass hohe Kupfergehalte zum Formverlust der Sinterteile und in Kombination mit Bindern zur Reduktion der Dichte führen. Als für die Verarbeitung geeigneter Binder hat sich FluidFuse herausgestellt. Durch die in-situ Mischung der Pulver entsteht ein zeitlicher und finanzielle Vorteil bei gesteigerter Entwicklungsfreiheit.