Metaalpoedergelsuspensie vereenvoudigt productie titaniumcomponenten
Met het project ‘EasyTitan’ heeft het Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM in Dresden een project gelanceerd voor de snelle en procesbetrouwbare productie van titanumcomponenten voor de ruimtevaart. Samen met het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR), worden metalen printprocessen op basis van filamenten en gietprocessen ontwikkeld voor ruimtegebruik.
Om het gebruik van apparatuur en verbruiksmaterialen en de daarmee gepaard gaande kosten te minimaliseren, richten de ontwikkelingen zich op de verdere ontwikkeling van een hybride procesketen voor het eenvoudig produceren van titaniumcomponenten. Aan het begin van deze keten staat het metaalprintproces Fused Filament Fabrication (FFF). De hiermee gemaakte kunststof mallen worden vervolgens tijdens een gietproces op gecontroleerde wijze gevuld met een metaalpoedergelsuspensie.
Ten slotte kunnen de gegoten componenten tijdens een warmtebehandelingsproces (sinteren) worden omgezet tot volwaardige metalen componenten. Centraal hierbij staat het gebruik van het materiaal Ti-6Al-4V. Daarnaast zal de invloed van verschillende zwaartekrachtcondities op het fabricageproces worden onderzocht met behulp van begeleidende simulaties. Hiermee wordt de basis gelegd voor nieuwe concepten voor het foutloos en eenvoudig gieten van 3D-geprinte matrijzen.
Breed scala aan toepassingsmogelijkheden
De verwachte resultaten van het EasyTitan project zijn legio. Voor de gelgietsuspensie zal een samenstelling voor Ti-6Al-4V-poeder worden ontwikkeld. Verder zal er voor het ontwerp van de gietprocessen een simulatietool worden gemaakt en er wordt een uitgebreide database samengesteld met gegevens over gietprocessen en warmtebehandelingen die mogelijk zijn in de ruimte. In de toekomst zijn de resultaten ook interessant voor andere projecten op het gebied van giettechnologie en warmtebehandeling.
Ook al is EasyTitan ontworpen voor ruimtevaart, de resultaten zijn evengoed denkbaar voor terrestrische toepassingen. Voorbeelden zijn oplossingen voor de productie van prototypes en speciale, kleine en middelgrote series. De reden voor het brede scala aan toepassingsmogelijkheden is dat het proces de voordelen van een laag investeringsvolume combineert met een eenvoudige en snelle verwerking en toch een hoge oppervlaktekwaliteit kan bereiken.