Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie (IPT) haben ein neues additives Fertigungsverfahren speziell für die Herstellung von rotativen Kraftübertragern wie Antriebswellen entwickelt.Das als Express Wire Coil Cladding (EW2C) bezeichnete Verfahren soll eine material- und kosteneffizientere Alternative zum üblicherweise verwendeten Drehverfahren sein, das von Natur aus subtraktiv ist.Robin Day, Leiter der Abteilung Directed Energy Manufacturing am Fraunhofer IPT, erklärt: „Unsere Idee war es, die Wellenfertigung nicht nur kosmetisch zu verändern.Wir wollten ein leistungsfähiges Verfahren entwickeln, das die Herstellung komplexer Wellen kostengünstiger und ressourcenschonender macht.“EW2C ist ein laserbasiertes 3D-Druckverfahren, das Metalldraht als Ausgangsmaterial verwendet.Obwohl es am ehesten mit einem Prozess wie WAAM vergleichbar ist, gibt es einige wesentliche Unterschiede, die EW2C von allen anderen Prozessen auf dem Markt unterscheiden.Anstatt dass der Draht bei Bedarf kontinuierlich zugeführt wird, wird beim neuen IPT-Verfahren der Draht (das hinzugefügte Material) in einer helixartigen Spirale um eine vorhandene Welle (das Substrat) gewickelt.Ein Hochleistungslaser schweißt dann den Draht direkt auf die Welle, um die er gewickelt ist, und bildet eine Ummantelung, die dann für ein hochwertiges Finish bearbeitet werden kann.Da der Draht zunächst unter Spannung gewickelt wird, rutscht er überhaupt nicht, was die Stabilität des Prozesses angeblich um den Faktor 10 im Vergleich zu Fraunhofers zuvor entwickeltem Laser-Materialabscheideverfahren (LMD) verbessert.Darüber hinaus stellte das IPT-Team fest, dass der Prozess zur Abscheidung dicker Schichten geeignet ist, und es gelang ihm, Drahtstärken von 0,5 bis 2 mm gleichzeitig aufzubringen.Obendrein ist das neue Verfahren auch in der Lage, die Taktzeiten des Wendens anzupassen.In einem Testlauf schweißte das Team in weniger als einer Minute eine 25 mm hohe, 1,2 mm dicke Spirale aus Inconel 718 auf eine Stahlwelle.Auf diese Weise können auch unterschiedliche Kombinationen von Metallen aufgebracht werden, sodass die Oberfläche des Bauteils intelligent funktionalisiert und geometrische Formen hergestellt werden können.Die nächsten Schritte für EW2CDie IPT-Forscher haben ihr neuartiges Verfahren bereits zum Patent angemeldet und sind derzeit dabei, dessen Stabilität zu optimieren und mit verschiedenen Geräten Automatisierungsmöglichkeiten zu finden.Das Team plant, immer komplexere Volumenelemente über eine Kombination aus unterschiedlichen Spirallängen und fortschrittlichen Drahtmaterialien auf die Wellen aufzubringen.Abschließend wird auch die Eignung des Verfahrens sowohl für Vollwellen als auch für dünnwandige Hohlwellen (Rohre) geprüft.Day ergänzt: „Um die Prozessgeschwindigkeit noch weiter zu steigern, experimentieren wir damit, die Brennfleckgeometrie zu vergrößern und so mehrere Wendeln gleichzeitig zu bestrahlen und zu schmelzen.Mit Konzepten wie EW2C ist es möglich, größere Innovationen in Industrien anzustoßen, die sich seit Jahrzehnten evolutionär, aber nicht revolutionär entwickelt haben.Die Additive Fertigung erschließt gerade im Metallbereich große Potenziale.Wir haben gerade erst begonnen, neue Wege zu gehen.“In einem ähnlichen Projekt hat ein Team des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) zuvor ein Multi-Material-Jetting-System (MMJ) entwickelt, das mehrere Materialien in einem einzigen 3D-Druckteil kombinieren kann.Die Maschine basiert auf Inkjet-Technologien und verwendet Hochleistungskeramik und Metalle, um Teile mit neuartigen Eigenschaften herzustellen.An anderer Stelle, in Dresden, hat das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) kürzlich eine neue Anlage für additive Fertigung in Betrieb genommen.Die vom Industrieausrüster Xerion Berlin Laboratories entwickelte Fusion Factory ist als miniaturisierte Produktionslinie für den FFF-Druck von Metall- und Keramikteilen gedacht.Abonnieren Sie den Newsletter der 3D-Druckindustrie, um die neuesten Nachrichten in der additiven Fertigung zu erhalten.Sie können auch in Verbindung bleiben, indem Sie uns auf Twitter folgen und uns auf Facebook liken.Auf der Suche nach einer Karriere in der additiven Fertigung?Besuchen Sie 3D Printing Jobs für eine Auswahl an Rollen in der Branche.Das abgebildete Bild zeigt die drei Schritte des EW2C-Prozesses: Positionierung, Verkleidung und Endbearbeitung (von rechts nach links).Foto: Fraunhofer IPT.Kubi Sertoglu hat einen Abschluss in Maschinenbau und kombiniert die Liebe zum Schreiben mit einem technischen Hintergrund, um die neuesten Nachrichten und Rezensionen in der additiven Fertigung zu liefern.© Copyright 2017 |Alle Rechte vorbehalten |3D-Druckindustrie