Die Neue Materialien Bayreuth GmbH entwickelt zukunftstaugliche Lösungen für die Materialien und Prozesse des Metalldrucks – und kombiniert dies auch mit Verfahren der Oberflächentechnik. Ziel ist es, der metallbasierten Additiven Fertigung neue industrielle Impulse zu geben und ihr neue Anwendungsfelder zu eröffnen. Eine wichtige Voraussetzung ist dabei die Herstellung maßgeschneiderter Metallpulver.
Die Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) ist ein langjähriger Pionier auf dem Gebiet der additiven Fertigung, insbesondere bei der Verarbeitung metallischer Fertigungsmaterialien. Die außeruniversitäre Forschungseinrichtung verfügt heute über eine moderne Anlagentechnik für die wichtigsten Verfahren des Metalldrucks und für die Herstellung metallischer Pulver. Im Mittelpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die im Rahmen einer Industriekooperation oder von öffentlich geförderten Projekten erfolgen können, steht unser tiefes Prozessverständnis für die Verarbeitung metallischer Werkstoffe.
Da die Bauteil- und Produkteigenschaften nicht nur durch das Verfahren, sondern auch maßgeblich durch die eingesetzten Materialien bestimmt werden, bildet der materialwissenschaftliche Hintergrund unserer Experten die Ausgangsbasis unserer Aktivitäten. Ziel ist ein optimales Zusammenspiel zwischen Materialauswahl, Fertigungsverfahren und Prozessparameter, um eine hohe Qualität des Bauteils zu erreichen.
Die NMB beschäftigt sich mit der gesamten Prozesskette der metallischen Additiven Fertigung – von der Materialauswahl, die Herstellung und Erprobung maßgeschneiderter Fertigungsmaterialien über die Entscheidung des am besten geeigneten Druckverfahrens bis hin zur metallurgischen Analytik und Bauteilprüfung.
Entwicklung und Erschließung neuartiger additiver Materialien
Die Materialexperten der NMB beraten bei der Entscheidung des anwendungsspezifisch optimalen Werkstoffs. Die gegenwärtigen additiven Prozesse und deren Anlagentechnik sind oftmals auf ein enges Spektrum an verarbeitbaren Materialien spezialisiert. Dabei kann jedoch der Einsatz neuartiger Legierungen und Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe, die nicht oder nicht in der passenden Menge auf dem Markt verfügbar sind, die beste Lösung sein. Oder unser Kunde benötigt ein individuelles Wunschmaterial. In einem solchen Fall bietet die NMB die Möglichkeit, ein hinsichtlich Zusammensetzung und/oder Beschaffenheit maßgeschneidertes Metallpulver in der gewünschten Menge herzustellen. Langjährige Erfahrungen in der thermo
dynamischen Simulation ermöglichen die Entwicklung dieser neuen alternativen Materiallösungen. Die Herstellung kann in Mengen von 500 g bis 50 kg erfolgen.
Ein weiterer Aspekt ist die Substitution kritischer Rohstoffe bei der additiven Verarbeitung. Dies gilt zum einen für beschaffungskritische Werkstoffe, zum anderen für gesundheitskritische Materialien, die vor dem gesetzlichen Verbot stehen. Die NMB kann durch ihr umfangreiches Know-how bei der Anwendung neuer Werkstoffe auch hier maßgebliche Lösungen schaffen.
Von der klassischen additiven Fertigung bis zur Herstellung zukunftsweisender Bauteile
Die Weiterentwicklung der klassischen additiven Fertigungsverfahren – pulver-, draht- oder filamentbasiert – mit dem Ziel Prozesse für Bauteile mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen, ist ein Arbeitsschwerpunkt der NMB. Ein anderer Ansatz ist die gezielte Kombination aus additiven Technologien und moderner Oberflächentechnik, die die Schaffung neuartiger Bauteile und Materiallösungen eröffnet. Beispiele hierfür sind:
- 3D-Druck aus nicht schweißbaren Materialien
Hierfür wurde auf der Basis des filamentbasierten Fertigungsverfahrens (FFF) die gesamte Prozesskette vom Drucken bis zum Sintern weiterentwickelt. Dadurch ist es möglich, verzugsarme, spannungsfreie Bauteile aus nichtschweißbaren Werkstoffen zu drucken. Diese Bauteile besitzen hohe thermomechanische Eigenschaften.
- Leichtbauwerkstoffe durch In-situ-Legieren
Die Weiterentwicklung des klassischen drahtbasierten Laserauftragschweißens (DED-LB-w) durch das in-situ-Legieren verschiedener, in der Praxis üblicher Ausgangswerkstoffe wird es in Kombination mit einer beheizten Bauplatte möglich, Bauteile aus schwer umformbaren Werkstoffen endkonturnah oder sogar in komplexen Metallkombinationen herzustellen. Der Traum von der Serienfertigung großer Bauteile aus Leichtbauwerkstoffen, wie Titanaluminium, rückt damit ein Stück näher
- Verringerung der Oberflächenrauhigkeit und Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit in einem Schritt
Die NMB hat die Wirtschaftlichkeit der Oberflächenveredelung unter Beweis gestellt. Durch den Einsatz der Packzementierung an additiv gefertigten Bauteilen mit Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB/M) konnte die Oberflächenrauheit deutlich reduziert und gleichzeitig die Ermüdungsfestigkeit signifikant verbessert werden.
- Harte Schale und weicher Kern: Mit hybriden Verfahren zur schnellen Werkzeugfertigung
Mit einem von der NMB entwickelten Verfahren aus hybrider Kombination von additiver Kunststofffertigung und thermischem Lichtbogenspritzen lassen sich leichte Einsätze für Spritzgießwerkzeuge zur Prototypenfertigung schnell und kostengünstig herstellen.
Ansprechpartner
Neue Materialien Bayreuth GmbH
M. Sc. Agata Kulig | E-Mail: agata.kulig@nmbgmbh.de
Sc. Jonas Wölfel | E-Mail: jonas.woelfel@nmbgmbh.de
