Amorphe Metalle 3D-drucken

Hohe Härte und Festigkeit bei gleichzeitig hoher Elastizität: Aus dieser einzigartigen Kombination ergeben sich unzählige Vorteile bei der Herstellung amorpher Bauteile.

Heraeus AMLOY hat innovative Legierungen entwickelt, die sich unter anderem für die Herstellung innovativer Implantate hervorragend eignen. Zur Verfügung stehen bereits Zirkonium-basierte Legierungen wie Amloy-ZR01 und Amloy-ZR02. Letzterer ist bereits ein nach ISO 10993-5 und ISO 10993-12 biokompatibel zertifizierter Werkstoff. Darüber hinaus gilt Titan als Material für medizinische Komponenten wie Knochenimplantate oder Herzschrittmacher. Die aktuellen Forschungen an Titanlegierungen zum medizintechnischen Einsatz sind viel versprechend. Ob Titan oder Zirkonium – amorphe Legierungen bestechen durch unterschiedliche Eigenschaften und sind daher für jeweils spezische Anwendungen besonders von Vorteil.

Von der Lifestyle-Uhr über die Medizintechnik zum Leichtbau: Amorphe Metalle eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten für viele Branchen und Industrien. Denn durch die Kombination von 3D-Druck und metallischen Gläsern lässt sich vor allem eines: Das Material optimal verarbeiten und dabei feinste Strukturen mit glatten Oberflächen generieren. Applikation, die eine sehr hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit erfordern, können ideal umgesetzt werden. 

Mit amorphen Metallen bekommt die Medizintechnik genau was sie sucht: die perfekten Werkstoffe zur Herstellung langlebiger Skalpelle oder minimalinvasiver Instrumente. Aber auch im menschlichen Körper werden amorphe Metalle künftig eine wichtige Rolle spielen – als Implantate.

Polierbare Oberflächen von hoher Qualität und Kratzbeständigkeit geben Lifestyle-Produkten erst das gewisse "Etwas". Sie sind daher essentiell für hochwertige Unterhaltungselektronik, Uhren und Schmuck.

Durch die additive Methode können viele industriell gefertige Bauteile „als Ganzes“ gefertigt werden. So müssen die Komponenten nicht einzeln gefertigt und anschließend zusammengesetzt werden.

Ein echtes Dream-Team: 3D-Druck und amorphe Metalle. Oder anders gesagt: die TruPrint Systeme von TRUMPF und die hochreinen, speziell optimierten Pulver von Heraeus AMLOY. Denn die TruPrint 1000 und 2000 eignen sich besonders gut für den Druck amorpher Metalle. Die kleinen Strahldurchmesser ermöglichen höchste Oberflächengüten. Dadurch wird die Nachbehandlung der Applikationen vereinfacht bzw. sogar nichtig gemacht. Überschüssiges Pulver kann für den weiteren Bauprozess „inert“ aufbereitet werden, also unter Schutzgas. Dies schützt das Material vor schädlichen Einflüssen wie Sauerstoff, der rasch mit metallischen Gläsern reagiert. Mit einem Strahldurchmesser von 55 µm erzeugt der Laser ein kleines Schmelzbad. Die Wärme wird schnell abgeführt und die kritische Abkühlgeschwindigkeit von 200 Kelvin pro Sekunde eingehalten. Das Metall kann so nicht kristallisieren. In der TruPrint 2000 belichten sogar zwei 300 Watt starke Laser den gesamten Bauraum parallel. So können amorphe Bauteile hochqualitativ und produktiv in Serie gefertigt werden. Dank Condition Monitoring, Powder Bed Monitoring und Melt Pool Monitoring können zudem Fehler im Prozess schon früh erkannt werden. Eine runde Sache.