3D-Printing: Neues Druckverfahren sorgt für bruchfesteren Stahl

Edelstahlobjekte aus dem 3D-Drucker haben bisher das Problem, dass sie bei starker Beanspruchung spröder sind als traditionell gegossener Edelstahl. Wissenschaftler haben nun eine Möglichkeit gefunden, dieses Problem zu lösen.

Artikel veröffentlicht am 5. November 2017, 15:51 Uhr, Tobias Költzsch

Einer der Wissenschaftler kontrolliert ein gedrucktes Werkstück. (Bild: Kate Hunts/LLNL)

Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory in den USA haben einen Weg gefunden, gedruckte Edelstahlstrukturen flexibler und somit bruchfester zu machen. Dies berichtet das Magazin Science unter Berufung auf das in Nature Materials veröffentlichte Paper der Wissenschaftler.

Neues Verfahren ermöglicht bruchfestere Drucke

Bisher lassen sich Objekte aus Edelstahl zwar problemlos drucken, sie sind allerdings poröser und damit spröder als herkömmlich hergestellte Edelstahlobjekte. Beim Druck wird per SLM-Verfahren (Selective Laser Melting) eine Pulverschicht auf eine Fläche aufgetragen, die anschließend von einem Laser zu Edelstahl geschmolzen wird.

Anschließend wird die gegossene Schicht um eine Schichtebene nach unten bewegt und wieder Pulver aufgetragen. Dieses wird wieder geschmolzen, auf diese Weise entsteht das fertige Werkstück.

Die Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory haben einen Weg gefunden, in die Mikrostruktur der Schmelze einzugreifen. Dadurch entsteht beim Druck eine Zellstruktur, die Frakturen verhindern soll und so die Flexibilität des Werkstückes erhöht.

Werkstücke halten stärkere Belastungen aus

Mit dieser neuen Technik hergestellte Objekte sollen bis zu dreimal belastbarer sein als herkömmlich gegossener Stahl. Damit ließen sich dann auch Werkstücke drucken, die bisher nicht gefertigt werden konnten, da sie den Belastungen nicht standhalten würden.

Die Einsatzgebiete eines festen, aber gleichzeitig flexiblen gedruckten Stahls sind vielfältig. Beispielsweise könnten Teile für die Raumfahrt oder die Automobilindustrie gedruckt werden. In Deutschland verwendet unter anderem die Deutsche Bahn das bisherige SLM-Verfahren, um Ersatzteile herzustellen.