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01.07.2021 – 08:01

GKN Powder Metallurgy

GKN Additive entwickelt 3D-Druckverfahren für niedrig legierte Dualphasenstähle DPLA und FSLA für Automobil- und Industrieanwendungen

Bonn, Deutschland (ots/PRNewswire)

Als erster in der Branche adaptiert und verbessert GKN Additive erfolgreich das Material DP600, einen in der Automobilindustrie weit verbreiteten niedrig legierten Dualphasenstahl, für die AM-Fertigung und ermöglicht so vielfältige Designs und Anwendungen in der Automobilindustrie und in anderen Industriezweigen.

Die neu entwickelten Metallpulverwerkstoffe DPLA (Dual Phase Low Alloy) und FSLA (Free Sintering Low Alloy) erfüllen vergleichbare Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften wie DP600 (HCT600X/C), wie z. B. eine höhere Zugfestigkeit (UTS) und ein niedrigeres Verhältnis von Streckgrenze (YS) zu UTS, und können im Laser Powder Bed Fusion (DPLA) bzw. Binder Jetting (FSLA) eingesetzt werden - eine echte Weltneuheit für diese beiden additiven Fertigungsverfahren. Die Pulverwerkstoffe sowie die mit diesen Werkstoffen gefertigten Teile sind ab sofort erhältlich.

Zielkunden sind die Automobilindustrie - zum Beispiel, um das Design von Blechteilen anzupassen oder völlig neue Strukturbauteile zu entwickeln - aber auch Hersteller im Industrial Sektor.

Die Möglichkeiten von DPLA und FSLA gehen über den traditionellen Automobilwerkstoff DP600 hinaus

Es ist wichtig zu verstehen, dass DPLA und FSLA mehr sind als der traditionelle Automobilwerkstoff DP600 (HCT600X/C), der einfach in das Additive Fertigungsverfahren überführt wird. Die neuen Pulverwerkstoffe wurden speziell für die Additive Fertigung entwickelt und hinsichtlich Fließfähigkeit, Laserabsorption (Laser AM) und Sinterbarkeit (Binder Jetting) befähigt. Wie Christopher Schaak, Technology Manager für Binder Jetting bei GKN Additive, erklärt: "Das traditionelle DP600 bietet bestimmte, definierte standardisierte mechanische Eigenschaften, die durch eine Wärmebehandlung erreicht werden.

Die von GKN Additive entwickelten Dualphasen-AM-Stähle sind dagegen sehr flexibel in ihrem Materialprofil, da sich ihre mechanischen Eigenschaften durch die Wärmebehandlung nach dem Laser- oder Binder-Jetting-Prozess noch weiter modifizieren lassen." Dies ermöglicht eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle auch im Industrial Sektor und befähigt das Material zu einem interessanten Kandidaten für ein breites Anwendungsspektrum, wie bereits im Forschungsprojekt IDAM gezeigt wurde.

"Durch einen nachgeschalteten Wärmebehandlungsprozess kann das gewünschte Eigenschaftsprofil des Materials (mittlere bis hohe Festigkeitseigenschaften) variiert werden. Auf diese Weise wird es uns ermöglicht einen etablierten Druckprozess beizubehalten", sagt Sebastian Bluemer, Technology Manager Laser AM bei GKN Additive. "Dies ermöglicht eine Verschlankung der internen Abläufe und führt zu einer schnelleren Produktauslieferung."

Vor dem Einsatz von DPLA und FSLA erhielt GKN zunächst die gewünschten Eigenschaften von einem Kunden und musste dann ein neues Material für das Laser Powder Bed Fusion- oder Binder-Jetting-Verfahren entwickeln und qualifizieren, um genau diese Anforderungen zu erfüllen. Dies nahm deutlich mehr Zeit in Anspruch als die neu entwickelten Materialien (DPLA/FSLA) mit ihrem vordefinierten breiten Eigenschaftsfeld. Hier können unterschiedliche mechanische Eigenschaften mit einem entwickelten Druckverfahren erreicht werden, einfach durch Variation der nachfolgenden Wärmebehandlung.

Neue Designmöglichkeiten, schnellere Funktionsvalidierung, Potenzial zur Gewichtsreduzierung

Für Hersteller im Automobilbereich bieten diese beiden Materialien ein neues Maß an Designfreiheit und Potenzial zur Gewichtsreduktion. "Mit unseren AM-Prozessen und den neuen Werkstoffen können Hersteller in der Automobilindustrie Karosserieteile innovativer konstruieren, wodurch die Hersteller mehr Freiheiten haben als dies mit traditionellen Blechteilen möglich war. Betrachtet man eine Tailored Blank, so müssen viele Blechteile und Strukturelemente umgeformt und zusammengefügt werden, um eine bestimmte Steifigkeit der Konstruktion zu erreichen. Durch den Einsatz von AM gedruckten Strukturbauteilen braucht man weniger Prozessschritte und weniger Material, was zu einer Kostenoptimierung und einer Gewichtsreduzierung führt", erklärt Christopher Schaak.

Außerdem kann die Zeit, die ein neues Produkt bis zur Funktionsvalidierung benötigt, durch AM-Prozesse deutlich verkürzt werden. "Unsere Kunden wollen wissen, was das neue Material in ihrem jeweiligen Anwendungsfall leistet", sagt Sebastian Bluemer, "und wie es eingesetzt werden kann. Es ist effizienter, Teile im AM Verfahren zu drucken, als traditionelle Produktionslinien umzurüsten und die Teile auf konventionelle Weise zu fertigen. Das bedeutet, dass die Additive Fertigung eine gute Lösung ist, um ein Material und das daraus gefertigte Bauteil schnell und funktional für die Anwendung zu validieren."

Neben der Optimierung bestehender Konstruktionslösungen können sowohl mit dem Binder Jetting als auch mit dem Laser Powder Bed Fusion völlig neue Designansätze entwickelt werden (Design for Additive Manufacturing), zum Beispiel bionische Strukturen - hier zeigt Additive Manufacturing seine wahre Stärke.

Relevante Links: 
Download des FSLA- und DPLA-Materialdatenblattes 
Machen Sie mit bei unserer Binder AM Business Case Challenge

Informationen zu GKN Additive

GKN Additive ist ein digitaler Hersteller von innovativen, additiv gefertigten Metallbauteilen und - Materialien für Prototypen, mittlere bis große Serien und den Aftermarket. Das Unternehmen ist bestrebt neue Technologien bis an die Grenzen zu entwickeln, um sie dem Market einfacher und schneller zugänglich zu machen. GKN Additive stützt sich auf das Know-how von GKN Powder Metallurgy in den Bereichen Pulverherstellung und Metallverarbeitung sowie auf ein Engineering-Netzwerk mit über 6.000 Mitarbeitern an 29 Standorten weltweit.

Foto - https://mma.prnewswire.com/media/1555322/GKN_cross_section.jpg

Logo - https://mma.prnewswire.com/media/1555321/GKN_Additive_Logo.jpg

Kontakt für Journalisten:
Susanne Trautmann
Global Marketing Manager Additive Manufacturing
susanne.trautmann@gknpm.com 
+49 (0)1516 4044890