3D-Druck-Metalle

Titan

Titan zählt zu den Leichtmetallen und zeichnet sich durch eine Kombination aus geringer Dichte und hoher Festigkeit aus. Weiterhin ist dieser Werkstoff korrosionsbeständig und je nach Legierung biokompatibel. Aufgrund der hohen Festigkeit und geringen Wärmeleitfähigkeit ist Titan schwierig spanend zu bearbeiten. Auch die Umformung von Titan ist aufwändig. Daher lassen sich durch Additive Fertigung häufig Kostenvorteile im Vergleich zur konventionellen Herstellung von Titan-Bauteilen erzielen.

Die Legierung TiAl6V4 kann sowohl mittels Selektivem Laserschmelzen (SLM) als auch mit Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) verarbeitet werden. Für das SLM-Verfahren sind weitere Legierungen wie Titan Grade 2 verfügbar.

Trotz des höheren Materialpreises von Titan unterscheiden sich die Herstellkosten von Titan- und Edelstahlbauteilen kaum, da Titan mittels Selective Laser melting (SLM) schneller prozessiert werden kann. Entscheidender Kostentreiber im 3D-Druck ist die Maschinenlaufzeit.

Anwendungen

Titan eignet sich sowohl für Ersatz- und Funktionsteile sowie funktionale Prototypen  aber insbesondere für Hochleistungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilbranche. Auch in der Medizintechnik wird Titan aufgrund der Biokompatibilität häufig verwendet.

Download Datenblatt Titan TiAl6V4

Aluminium

Aluminiumlegierungen weisen eine hohe spezifische Festigkeit auf. Aufgrund der geringen Dichte sind diese Legierungen vor allem für Leichtbauanwendungen geeignet. Neben der sehr guten Korrosionsbeständigkeit ist Aluminium auch in sauren und alkalischen Medien beständig. Weiterhin lässt sich dieser Werkstoff sehr gut be- und verarbeiten.

Bei der Pulverbettverarbeitung mittels Laserschmelzen und im Wire Arc Additive Manufacturing kommen vorrangig Aluminiumlegierungen zum Einsatz, die eine wesentlich höhere Festigkeit als Reinaluminium erreichen. Es werden vorwiegend Aluminiumgusslegierungen, wie Aluminium-Silizium-Legierungen verwendet. Eine typische Pulverlegierung ist AlSi10Mg. Diese Legierungen sind aber aufgrund ihres Silizium-Gehaltes nicht gut eloxierbar. Alternative, siliziumfreie Legierungen füllen diese Lücke und erreichen ebenso hohe mechanische Materialkennwerte.

Anwendungen

Aluminium eignet sich besonders gut für hochbelastbare (Struktur-)Bauteile, Prototypen und Leichtbauanwendungen in der:

• Luft- und Raumfahrt
• Automobilindustrie
• im Sport
• für Produktionswerkzeuge

Download Datenblatt Aluminum AlSi10Mg

Rostfreier austenitischer Edelstahl

Es gibt eine große Vielfalt an Stählen, die unterschiedliche mechanische und physikalische Eigenschaften aufweisen. Sie alle besitzen im Vergleich zu Leichtmetallen eine hohe Dichte. Rostfreie austenitische Edelstähle zeichnen sich durch eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit aus. Weitere Vorteile sind eine gute Schweißbarkeit und Polierbarkeit sowie eine hohe Verformbarkeit und daraus resultierende, ausgezeichnete  Zähigkeitseigenschaften.

Typisch für die Additiven Fertigung mittels LBM / SLM sind die Legierungen 1.4404 und 1.4301.

Mit WAAM können weiterhin die Legierungen 1.4316, 1.4370, 1.4332, 1.4430 und 1.4551 verarbeitet werden.

Anwendungen

Rostfreie Edelstähle kommen in den verschiedensten Branchen als Funktions- oder Serienteile sowie Prototypen zum Einsatz:

• Luft- und Raumfahrt
• Automobilindustrie
• Medizintechnik
• Chemische Industrie
• Lebensmittelindustrie
• Schmuck & Lifestyle

Download Materialdatenblatt Edelstahl 1.4404

Werkzeugstahl

Werkzeugstähle zeichnen sich durch eine hohe Härte und damit verbundener hoher Verschleißbeständigkeit aus. Eine typische in der Additiven Fertigung verwendete Legierung ist 1.2709. Dieser Martensitaushärtende Werkzeugstahl besitzt eine ausgezeichnete Festigkeit, Zähigkeit und Härte, diedurch ein Auslagern in einer einfachen Wärmebehandlung im Anschluss an den additiven Fertigungsprozess erreicht werden.

Mit WAAM können außerdem die Werkzeugstähle 1.2343, 1.2367 und 1.4718 verarbeitet werden.

Anwendungen

Werkzeugstähle eignen sich besonders gut für die Herstellung von Werkzeugen und Hochleistungs-Bauteilen mit besonders hoher Festigkeit und Härte. Zum Einsatz kommen sie als Prototypen, Serien- und Ersatzteile sowie individualisierte Produkte

• im Werkzeugbau für Druck- und Spritzgießwerkzeuge sowie Formen mit konturnaher Kühlung,
• in der Luft- und Raumfahrt sowie
• in der Automobilbranche.

Download Materialdatenblatt Werkzeugstahl

Hochtemperaturbeständiger Stahl

Hitzebeständige Stähle werden üblicherweise in einem Temperaturbereich von ca. 500 bis 1.150 °C eingesetzt. Sie weisen in dem jeweiligen Einsatztemperaturbereich bestimmte mechanische und physikalische Eigenschaften wie eine hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Zunderbeständigkeit auf.

Eine mittels LBM verarbeitbare Pulverlegierung ist 1.4835.

Anwendungen

• Industrieofenbau
• Wärmebehandlungsanalagen der Metallindustrie
• Glasindustrie
• chemische Industrie
• Härtereien
• Apparatebau
• Zementindustrie

Download Materialdatenblatt hitzebeständiger Stahl 1.4835

Nickelbasislegierung (Inconel)

Nickelbasislegierungen bestehen aus Nickel und mindestens einem anderen Element. Sie sind korrosions- und hochtemperaturbeständig. Es gibt verschiedene Legierungen, die z.B. über einen elektrischen Widerstand, eine kontrollierte thermische Ausdehnung oder besondere magnetische Eigenschaften verfügen.

Eine in der Additiven Fertigung typische Legierung ist Inconel 718 (In718). Es handelt sich dabei um eine Nickel-Chrom-Legierung mit herausragenden mechanischen Eigenschaften. Die Zug-, Dauer-, Kriech- und Bruchfestigkeit sind bei Temperaturen bis 700 °C sehr hoch. Auch die Korrosionsbeständigkeit ist bei sehr niedrigen Temperaturen sowie hohen Temperaturen bis 1.000°C sehr gut.

Eine weitere mittels LBM / SLM verarbeitbare Nickelbasislegierung ist Inconel 625. Mit WAAM können die gleichen Legierungen verarbeitet werden.

Anwendungen

Inconel 718 findet Anwendung als hochbeanspruchte Qualitätsteile in Gasturbinen, Turboladern und Abgaskomponenten. So vielfältig wie die Einsatzgebiete sind damit auch die Branchen, in denen Nickelbasislegierungen zum Einsatz kommen:

• Luft- und Raumfahrt
• chemische Industrie
• Automobilindustrie
• Öl- und Gasindustrie
• Rennsport

Download Materialdatenblatt Inconel 718