Gemeinsam fertigen Castheon und 6K das weltweit erste 3D-gedruckte Hochentropie-Legierungsteil
6K präsentiert neue Onyxpulver-Serie auf der Formnext in Frankfurt, 19.-22. November 2019 Halle 12, Stand E22
6K, der weltweit führende Entwickler von Mikrowellenplasmatechnologie für die Herstellung innovativer Materialien, die bei der additiven Fertigung (AM), in Lithium-Ionen Akkus und anderen industriellen Märkten zum Einsatz kommen, gab heute die erfolgreiche Entwicklung und Fertigung von sphärischen Pulvern aus Hochentropie-Legierungen (HEA) bekannt. In Zusammenarbeit mit Castheon, einem in den USA ansässigen, führenden Anbieter von FuE-Dienstleistungen und umfassenden, innovativen Lösungen für die additive Fertigung, hat 6K das weltweit erste HEA-Teil im 3D-Druck nach dem LPBF-Verfahren (Laser Powder Bed Fusion; selektives Laserschmelzen) hergestellt. Onyx HEA1000 und mehr als fünfzehn weitere Metalllegierungen, Keramikpulver und -teile sind auf der Formnext vom 19.-22. November 2019 an Stand E22 in Halle 12 erstmals zu sehen.
„Dieses HEA1000-Teil ist ein Paradebeispiel für das Potenzial der mikrowellenbasierten UniMelt-Plasmatechnologie von 6K“, erklärte Dr. Aaron Bent, CEO von 6K. „Durch die Bereitstellung von Legierungen, die sich nach den heutigen Schmelzlegierungs- und Atomisierungsverfahren bislang nicht herstellen ließen, eröffnen wir AM-Entwicklern völlig neue Möglichkeiten. Denn unsere Technologie bietet eine skalierbare und kostengünstige Methode zur Großserienfertigung von Teilen aus nicht eutektischen Legierungen. Und das ist erst die Spitze des Eisbergs.“
HEA1000 ist ein sphärisches HEA-Versuchspulver, das für den Einsatz in kommerziellen Konsolidierungsprozessen wie der additiven Fertigung, dem HIP (heißisostatisches Pressen) oder dem Pulverschmieden gedacht ist. HEA-Legierungen eröffnen grenzenlose Möglichkeiten für die „perfekte Mischung“ von Komponenten mit maßgeschneiderten Eigenschaften, wie hoher Festigkeit in Verbindung mit hervorragender Dehnungsfähigkeit, höherem Stärke-zu-Gewicht-Verhältnis oder hoher Stabilität in einem größeren Temperaturbereich. Aufgrund der Einschränkungen bei der Herstellung von Legierungen und der möglichen Größenordnung bei Schmelzprozessen war der Einsatz von HEA-Legierungen bei der Großserienfertigung bislang nahezu unmöglich. Onyx HEA erweitert die Möglichkeiten für den Einsatz von Teilen mit höherer Performance, u. a. in Flugzeugtriebwerken, Flugzeugzellen, industriellen und medizinischen Anwendungen.
Auf der Formnext entschied sich 6K für eine anspruchsvolle Fe-basierte Legierung mit nahezu gleichen Anteilen von Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Kobalt (Co) und Nickel (Ni). Diese Zusammensetzung wurde eingehend untersucht, doch bislang noch nie in Form von sphärischem Pulver oder im Laserdruck hergestellt.
Bei diesem Projekt hat 6K eng mit Castheon zusammengearbeitet, einem einzigartigen Druckdienstleister für Speziallegierungen. „Wir haben exotische Legierungen für den 3D-Druck von Antriebsteilen für Luft- und Raumfahrzeuge getestet, die als nicht druckbar angesehen werden“, so Dr. Youping Gao, CEO von Castheon. „Jetzt haben wir erstmals ein Teil aus einer benutzerdefinierten HEA-Legierung gedruckt, die Bestandteile mit extrem hohen Schmelztemperaturen hat. Bis heute hat noch kein anderer Anbieter außer 6K Chrom und Kupfer in einer Legierung mit fast gleichen Konzentrationen für die additive Fertigung verwendet. Das wäre mit einer eutektischen Schmelzlegierung einfach nicht möglich.“
Mit seiner Technologie zur Rückgewinnung von Metallen kann 6K gezielt die Pulvergrößenverteilung für den jeweils notwendigen AM-Prozess ins Visier nehmen, einschließlich L-PBF (Laser Powder Bed Fusion; selektives Laserschmelzen), EBM (Electron Beam Melting; Elektronenstrahlschmelzen), DED (Direct Energy Deposition; direkte Energieabscheidung), Binder-Jetting oder MIM (Metal Injection Moulding; Metallpulverspritzguss). Dadurch hat der UniMelt-Prozess eine Ausbeute von fast 100 % – also eine um das 3- bis 4-fach höhere Ausbeute als die Gasatomisierung. Im ersten Quartal 2020 wird 6K in Pittsburgh eine neue, hochmoderne Anlage für die Herstellung von Pulvern für die additive Fertigung in Betrieb nehmen und kooperiert derzeit mit Kunden zur Vorqualifizierung von Onyx In718, das im 2. Quartal 2020 im Handel erhältlich sein soll. Im 3. Quartal 2020 will 6K Additive Ti-AlV64 auf den Markt bringen.
