Description: 3D-Druck ist eine Technologie mit großem Potenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz. Durch den schichtweisen Aufbau von Bauteilen wird Material nur dort verwendet, wo es tatsächlich gebraucht wird. Im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden, die oft mit einem hohen Materialverlust einhergehen, reduziert der 3D-Druck den Materialverbrauch erheblich und spart damit wertvolle Ressourcen ein. Ein besonders innovatives Verfahren in diesem Bereich ist das Metal Binder Jetting (MBJ), das die Materialeffizienz des 3D-Drucks mit einer hohen Produktivität verbindet. Beim MBJ wird Metallpulver nicht wie bei laserbasierten Verfahren aufgeschmolzen. Stattdessen bringt ein Druckkopf einen organischen Binder gezielt auf das in Schichten aufgetragene Pulver auf. Nach dem Aushärten des Binders entsteht ein sogenanntes Grünteil, das aus dem Pulverbett genommen und von losem Pulver gereinigt wird (Entpulvern). Danach erfolgt eine thermische Nachbehandlung, bei der der Binder ausgebrannt wird (Entbinderung) und das Bauteil durch Sintern verdichtet wird, um eine stabile, metallische Struktur zu erhalten. Dieses Verfahren kombiniert die für 3D-Druck typische Designfreiheit mit hoher Skalierbarkeit und Effizienz. Ein herausragendes Merkmal des MBJ-Verfahrens ist seine Skalierbarkeit. Mithilfe der flexiblen Größe des Pulverbetts und der anpassbaren Anzahl an Druckköpfen lassen sich Serienproduktionen von bis zu 10.000 Bauteilen wirtschaftlich umsetzen. Dadurch eignet sich das Verfahren ideal für industrielle Anwendungen mit hohen Stückzahlen und wird bereits erfolgreich von Unternehmen in der Fertigung genutzt. Trotz dieser Vorteile gibt es noch Herausforderungen, insbesondere bei der softwarebasierten Datenaufbereitung. Aktuell erfordert die simulationsgestützte Planung und Optimierung des Prozesses mehrere manuelle Schritte, die zeitaufwendig sind. Dadurch lohnt sich der Einsatz solcher Simulationstools wirtschaftlich erst bei Stückzahlen von mehr als 100 Bauteilen. Studien haben jedoch gezeigt, dass durch eine systematische, simulations- und datenbasierte Optimierung die Ausschussrate defekter Bauteile um mindestens das Dreifache reduziert werden kann. Im Projekt "DigiChain4MBJ" wird daher eine Softwarelösung entwickelt, die die gesamte Datenvorbereitung für das MBJ-Verfahren automatisiert. Ziel ist es, die Effizienz und Ressourcenschonung in der Produktion weiter zu steigern und das Verfahren wirtschaftlich auch für kleinere Stückzahlen attraktiv zu machen. Mit dieser Innovation können neue industrielle Anwendungen erschlossen und das Potenzial des MBJ voll ausgeschöpft werden.
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Origin: /Bund/BMUV/VDI-Zentrum Ressourceneffizienz
Tags: Sinterung ? Innovationspotenzial ? Produktionstechnik ? Studie ? Materialeffizienz ? Ressourceneffizienzsteigerung ? Produktivität ? Ressourcenschonung ?
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Language: Deutsch
Digiress (2024): DigiChain4MBJ: Entwicklung einer vollständig automatisierten digitalen Prozesskette beim Metal Binder Jetting (online) verfügbar unter:
https://www.ressource-deutschland.de/DigiChain4MBJ (Webseite)Accessed 1 times.