Innovative Lösungen entstehen immer dann, wenn die Aufgabenstellung komplex ist und von außen kommt. So auch im nachfolgenden Best Practice einer Prozessentwicklung für das Selektive Laserschmelzen aufgrund der Kundenanforderungen.
Aufgabe war die SLM Parameterentwicklung für EOS M290 Maschinen mit 400 WATT Laser. Der Kunde – Infinite Flex aus Neu-Isenburg – benötigte für seinen Werkstoff Kupfer eine Lösung zur Produktion von Bauteilen im SLM Verfahren auf einer EOS M290 inklusive einer direkten Anwendung im Bereich der Elektronik.
Anwendungsbereiche für diesen Kupferwerkstoff finden sich in etlichen Produkten der Elektroindustrie, wie zum Beispiel in elektrisch hoch leitfähige Bauteile, in Induktoren, in Wärmetauschern oder Induktionsspulen.
Mit LIGHTWAY 3D aus Niederzissen nahe Koblenz konnte ein hochqualifizierter Partner gefunden werden, der diese Anforderungen mithilfe des SLM Verfahrens (Selektives Laserschmelzen) im 3D Metalldruck umsetzen kann. Dabei übernahm LIGHTWAY 3D die Entwicklung der Schmelzparameter für Infinite Flex. Zusammen wurde im ersten Step ein Hochleistungs-Kupferpulver für die additive Fertigung entwickelt. Der neue Werkstoff – Infinite Powder® Cu 01 – wurde speziell für die Anforderungen der additiven Fertigung, also der Prozesse für das selektive Laserschmelzen, mit den Spezialisten für 3D Metalldruck aus Neuwied erarbeitet. Infinite Powder® Cu 01 erlaubt den problemlosen 3D-Druck im SLM-Verfahren, also dem selektiven Laserschmelzen, mithilfe reinen Kupferpulvers.
Eigenschaften und technische Daten des neuen Kupfer-Werkstoffs
Die Eigenschaften des neu entwickelten Kupfer-Werkstoffes sind mindestens interessant:
Elektrische Leitfähigkeit: 90,3% IACS (52,5 MS)
Thermische Leitfähigkeit: 90,2% IACS (360,8 MS)
Zugfestigkeit: > 220 MPa
Streckgrenze Rp 0,2: > 110 MPa
Bruchdehnung: <25%
Nicht minder beeindruckend sind die technischen Daten:
Anteil reines Kupfer: > 99,5%
Partikelgröße: 10 – 45 μm
Partikelform: kugelförmig
Durchschnittliche Partikelgröße (D50): 30 μm
Aufbaurate: 2,16 mm³ / s
Schichtdicke: 30 μm
Porosität: < 0,1% TRL Level 3 Ebenenwinkel: > 41
Somit ist Infinite Powder® Cu 01 ideal für alle konventionellen SLM-Systeme
(wie zum Beispiel EOS M 290)
LIGHTWAY 3D produziert für Infinite Flex in Folge diverse Bauteile aus dem Werkstoff Rein-Kupfer
„Meist kommen die Kunden aktiv mit Ideen auf uns, wie auch in diesem Fall.“, so Thomas Hilger, geschäftsführender Gesellschafter von LIGHTWAY 3D. „Da wir uns auf genau solche Entwicklungen spezialisiert haben, war diese Aufgabe wie für uns gemacht. So konnten wir nach der Entwicklung des Werkstoffes weitere Anwendungsbereiche und Funktionen für den Kunden erarbeiten und umsetzen. Die Kunden sind oft überrascht, was alles möglich ist.“ so Thomas Hilger.
In den meisten Fällen werden die Möglichkeiten der additiven Fertigung für die eigene Produktion und die Produktionsintegration erst nach einem Austausch mit Spezialisten wie LIGHTWAY 3D deutlich. Dort, wo noch konventionell gefertigt wird, schlummern oft enorme Kapazitäten für Komplexität, Qualität und Produktionszeit.
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