In der jetzt veröffentlichten Studie präsentiert Ampower eine objektive und unabhängige Sicht auf die aktuellen Möglichkeiten der sinterbasierten AM-Technologien im Vergleich zu LB-PBF und Metallspritzguss (MIM). Durch die Analyse von über 50 Probekörpern von 8 verschiedenen Systemanbietern zeigt Ampower die Eigenschaften der verschiedenen Technologien auf. Die umfassende Computertomografie (CT)-Analyse in Zusammenarbeit mit Yxlon ermöglichte ein tiefes Verständnis der geometrischen Genauigkeit und der internen Defekte der verschiedenen Technologien.

Eine große Herausforderung bei der additiven Fertigung ist die Dichte der Teile. Alle Metall-AM-Verfahren haben gemeinsam, dass Hohlräume und innere Defekte während des 3D-Druckprozesses noch nicht erkannt werden können. Die zerstörende Prüfung zeigt nur Defekte an den geprüften Teilen. In stark regulierten Branchen wie der Luftfahrt und der Medizintechnik ist die zerstörungsfreie Prüfung während der Entwicklung und in einigen kritischen Fällen sogar als 100%-ige Prüfmethode während der Produktion erforderlich. In der aktuellen Studie arbeitete Ampower mit Yxlon zusammen, um die technologische Bereitschaft modernster 3D-Druckverfahren wie LB-PBF sowie neuer aufstrebender Metalltechnologien zu bewerten.

Porositätsanalyse

Für eine aussagekräftige Porositätsanalyse müssen die Qualität und die Auflösung des Computertomografie-Bildes (CT) berücksichtigt werden. Poren, die unterhalb der Auflösung liegen, werden vom Scan möglicherweise nicht erkannt. Die Quantifizierung der Porosität basiert auf einem Schwellenwert, der den Graustufenwert einem festen Material oder Hohlräumen zuordnet. Dieser Wert beeinflusst das Messergebnis erheblich. Der Vergleich der Computertomografie-Bilder von BJT, Metall-FDM und LB-PBF mit denselben Scan-Parametern zeigt eine höhere Porenverteilung sowie größere Defekte in den BJT- und Metall-FDM-Bauteilen. Dies korreliert mit den Ergebnissen der Schliffbildanalyse.

Geometrische Genauigkeit

Die Ergebnisse der sinterbasierten AM-Teile zeigen Verformungen um den Außenring, die höchstwahrscheinlich während des Sinterprozesses verursacht werden. Überschüssiges und fehlendes Material am Flansch wirkt sich negativ auf die Maßhaltigkeit aus. Dies gilt insbesondere für das FDM-Metallteil. Der hochauflösende CT-Scan ermöglicht die Darstellung der charakteristischen Oberflächenstruktur der verschiedenen AM-Verfahren. Bei allen Technologien sind die spezifischen Vektoren der Materialzugabe während des 3D-Druckprozesses deutlich auf der Oberfläche sichtbar.

Weitere Erkenntnisse der Studie über NDT hinaus

Die Studie schließt mit einem tiefen Einblick in die Potenziale und Grenzen des Designs. Die größte Herausforderung bei sinterbasierten AM-Technologien ist der Entbinderungs- und Sinterungsprozess. Um diese notwendigen Prozessschritte zu beherrschen, ist ein profundes Wissen über das Sintern erforderlich. Die Einführung von sinterbasierten AM-Technologien wird für frühe Anwender neue Herausforderungen mit sich bringen. Insbesondere die Investitionen in die Infrastruktur und das Wissen über den Sinterprozess sollten nicht unterschätzt werden. Für die Automobil- und Maschinenbauindustrie bieten die Binder-Jetting-Technologie und das Metal Fused Deposition Modeling ein großes Zukunftspotenzial. Sie werden die Lücke zwischen Gießen und LB-PBF hinsichtlich Kosten und Produktivität schließen. Für hochbelastete Anwendungen bleiben EB- & LB-PBF jedoch vorerst die Referenz-AM-Technologien.