3D-gedruckte Metallteile aus der Mikrowelle? Virtual Foundry stellt neue Methode vor

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Der Metallfilamenthersteller The Virtual Foundry hat eine neue Methode zum Entbindern und Sintern von Teilen eingeführt: Fused Filament Fabrication (FFF) 3D-Druck aus Legierungen.

Die Metal Microwave Sintering-Technologie von The Virtual Foundry befindet sich noch in der Entwicklungsphase und beinhaltet die Verwendung einer kommerziellen Mikrowelle anstelle eines Ofens oder Ofens, um Drucke in einem Tiegel wiederholt zu erhitzen. Obwohl das Verfahren bisher nur am unternehmenseigenen Aluminium 6061 Filamet getestet wurde, geht man davon aus, dass das Verfahren den Herstellern bald eine schnellere und kostengünstigere Möglichkeit zum Entbindern und Sintern von Metallteilen bieten könnte.

„Von Anfang an war es unser Ziel, den Metall-3D-Druck zu demokratisieren“, sagt Bradley Woods, CEO von The Virtual Foundry. „Das Aufkommen eines Mikrowellen-Sinterverfahrens für Metall-3D-Drucke ist eine enorme Veränderung in der Dynamik dieser Bewegung.“

Demokratisierung des Metall-3D-Drucks

The Virtual Foundry wurde gegründet, um den 3D-Druck von Metallen zugänglicher zu machen, und war eines der ersten Unternehmen, das mit seinen Filamet-3D-Druckmaterialien bearbeitbare Legierungen in den Bereich der Fused Filament Fabrication (FFF) einbrachte. Jedes davon kann mit jedem offenen Material-FFF-System in mit Legierung angereicherte Teile gedruckt werden, die dann in einem Ofen zu vollständig dichten Metallobjekten nachbearbeitet werden können.

Das Filamet-Sortiment der Virtual Foundry umfasst alles von Kupfer und Eisen bis hin zu Edelstahl 316L und Inconel 718-Materialien, die alle mit hoher Dichte gesintert werden können. An anderer Stelle in seinem Portfolio vermarktet das Unternehmen auch den Virtual Foundry Metal 3D Printer und drei Virtual Foundry Sintering Kilns, aber im Einklang mit seiner offenen Philosophie können seine Materialien auch mit den meisten Entbinderungs- und Sintergeräten verwendet werden.

In der Praxis hat das Unternehmen mit Unternehmen wie der NASA, Mitsubishi und dem US-Energieministerium zusammengearbeitet, um die Anwendung seiner Technologien voranzutreiben, die in den Bereichen Automobil, Luft- und Raumfahrt, Militär und Bildung weiterhin an Bedeutung gewinnen.

Das Unternehmen baut außerdem sein Materialportfolio weiter aus und brachte Anfang des Jahres Rapid 3DShield Tungsten auf den Markt, ein Strahlungsschutzfilament auf Wolframbasis. Ebenso hat The Virtual Foundry kürzlich ein FFF Metal 3D Printing Evaluation Kit eingeführt, das alles enthält, was neue Anwender des Metall-3D-Drucks benötigen, um Muster herzustellen, bevor sie zum Sintern und Versenden an das Unternehmen zurückgeschickt werden.

Metall-Mikrowellen-Sintertechnologie

Wie Benutzer von Binder-Jet-3D-Druckern bereits wissen, müssen mit Bindemittel verstärkte Teile einen Entbinderungs- und Sinterprozess durchlaufen, bevor sie in den Endverbrauch gelangen können. Derzeit werden die Drucke in der Regel in einem feuerfesten Ballast in einem Tiegel vergraben, der dann in einen Ofen gestellt und erhitzt wird, bis das Bindemittel abgebrannt ist.

Obwohl herkömmliche Arbeitsabläufe die Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Metallteilen mit einem hohen Maß an Wiederholgenauigkeit ermöglichen, hat The Virtual Foundry nun mit der Entwicklung eines neuen, zugänglicheren Ansatzes begonnen. Anstatt sich auf einen Ofen zu verlassen, besteht die Technik des Unternehmens darin, Teile, die in einem mit Heizelementen beladenen Tiegel eingeschlossen sind, in eine Mikrowelle einzuführen.

Diese „Mikrowellenöfen“ bestehen aus standardmäßigem feuerfestem Material und sind mit Siliziumkarbid ausgekleidet. Sie sind so konzipiert, dass sie wie die Papphülle um eine Hot Pocket wirken. Sobald Benutzer ihre Mikrowelle kalibriert haben, sodass sie wissen, welche Temperaturen sie erreichen kann, können sie sie laut The Virtual Foundry zum Aufheizen ihres Tiegels einsetzen, und ihr Siliziumkarbidgehalt wird die Wärmeenergie effektiv auf die Teile im Inneren konzentrieren.

Das Unternehmen äußerte zwar offen, dass sich die Technologie noch in der experimentellen Phase befinde, teilte jedoch die Ergebnisse ermutigender erster Tests mit. Bisher ist es dem Tüftler „Highball“ gelungen, eine 600-W-Mikrowelle zu testen und diese Technik mit unterschiedlichem Erfolg zur Nachbearbeitung von Aluminiumteilen einzusetzen. Im letzten Video des Ingenieurs sagte er, es gebe noch einige „schwerwiegende Hotspots“, die behoben werden müssten, möglicherweise aufgrund der Größe seiner Wärmekollektoren, aber die Technologie scheine Fortschritte zu machen.

Von Bedeutung ist auch die erfolgreiche Verarbeitung von Aluminium durch Highball, da die Legierung aufgrund ihrer Reaktivität mit Sauerstoff traditionell den Einsatz von Sinterkohlenstoff oder die Zugabe bestimmter Gase beim Sintern erfordert. Mit weiterer Forschung und Entwicklung könnte das Mikrowellensintern laut dem Ingenieur zur Verarbeitung anderer anspruchsvoller reaktiver Legierungen wie Titan genutzt werden, ohne dass die Oxidation berücksichtigt werden muss.

Weitere Informationen zu den Fortschritten, die The Virtual Foundry mit seiner Metal Microwave Sintering-Technologie macht, finden Sie auf dem YouTube-Kanal von Highball.

Einführung von Metallen im FFF-3D-Druck

Obwohl The Virtual Foundry nach wie vor ein Innovator im FFF-3D-Druck ist, ist es nicht das einzige Unternehmen, das in diesem Bereich tätig ist. Das im Juni 2022 eingeführte Metal Expansion Kit von Ultimaker soll Ultimaker S5-Benutzern die Software, Funktionen und das Wissen bieten, um die Prozesseffizienz zu maximieren und etwaige Engpässe in ihren Arbeitsabläufen zu beseitigen.

Auch Newcomer im Metall-FFF-3D-Druck wie Fuselab sind auf den Markt gekommen, wobei das Unternehmen Ende 2021 seinen 3D-Drucker FL300M vorstellte Kontaktpunkte zwischen dem Filament und dem Antriebssystem der Düse.

Im vergangenen Jahr wurden die Ultrafuse-Materialien der BASF auch für MakerBot- und XYZprinting-Systeme qualifiziert. Der Umzug bedeutete, dass Benutzer von METHOD und PartPro300 xT Ultrafuse 316L Stainless Steel bzw. PET/PAHT CF15 verarbeiten konnten.

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Das abgebildete Bild zeigt eine mikrowellengesinterte Testprobe aus Metall. Foto über Highball.

Paul hat einen Abschluss in Geschichte und Journalismus und hat eine Leidenschaft dafür, die neuesten Nachrichten aus dem Technologiebereich zu finden.