Als innovative Produktionsmethode hat Binder Jetting, die die additiven Fertigungssysteme revolutioniert und den Weg für eine Vielzahl von Materialien geebnet, die nun im 3D-Druck genutzt werden können. Ein herausragendes Beispiel ist der Einsatz von Edelstahl, der einen Paradigmenwechsel in der metallischen Fertigung bewirkt hat.

Prozess des 3D-Drucks beim Binder Jetting
Binder Jetting ist eine Form des 3D-Drucks, bei der pulverförmige Materialien verwendet werden, um dreidimensionale Objekte herzustellen. Im Gegensatz zu anderen additiven Fertigungstechnologien wie dem Selektiven Laserschmelzen (SLM), bei dem das Pulver mit einem Laser geschmolzen wird, verwendet Binder Jetting ein Bindemittel, um die einzelnen Pulverpartikel miteinander zu verbinden. Dieser Vorgang erfolgt schichtweise, bis das endgültige 3D-Objekt entsteht.

Nach dem Druckvorgang wird das überschüssige, nicht gebundene Metallpulver entfernt, entweder durch Bürsten oder Absaugen. Anschließend wird das Bauteil gesintert, wodurch die Metallpartikel verschmelzen und die Festigkeit des Endprodukts erhöht wird. Während des Sinterns findet auch eine Wärmebehandlung statt, um die mechanischen Eigenschaften weiter zu verbessern.

Durch die relativ niedrige Betriebstemperatur und die Verwendung eines Bindemittels anstelle von hochenergetischer Laserstrahlung eröffnet sich eine breite Palette an Materialoptionen. Dies ermöglicht die Verarbeitung von Materialien, die empfindlich gegenüber hohen Temperaturen sind. Dadurch ist diese Technologie eine sichere und vielseitige Option für verschiedene Anwendungsbereiche.

Die Rolle des Edelstahl 17-4PH (1.4542)
In der Welt der additiven Fertigung ist der Edelstahl 17-4PH unverzichtbar und ist deshalb auch auf unserer 3D-Druckplattform zu finden. Er bietet eine solide Grundlage für den Einsatz in Metall-3D-Druckverfahren, da er überlegene mechanische Eigenschaften und eine hohe Kosteneffizienz aufweist.

Die Leistungsfähigkeit dieses Edelstahls ist beeindruckend: Mit einer Zugfestigkeit von 900 MPa und einer Dehnung bis zum Bruch von 25% zeigt er eine hohe mechanische Stabilität und Belastbarkeit. Darüber hinaus beträgt seine Dichte 7,8 g/cm3, was ihn zu einer ausgezeichneten Wahl für anspruchsvolle industrielle Anwendungen macht.

Neben den beeindruckenden mechanischen Eigenschaften ist ein weiterer Grund für die Beliebtheit des Edelstahls 17-4PH im 3D-Druck seine Fähigkeit, konsistente Leistung sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen zu bieten. Darüber hinaus weist er eine bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit auf und ist leicht sterilisierbar. All diese Eigenschaften machen den Edelstahl 17-4PH zu einer bevorzugten Wahl.

Vorteile des Binder Jetting gegenüber dem SLM-Prozess
Ein wesentlicher Vorteil des Binder Jetting im Vergleich zum SLM-Prozess liegt in seiner deutlich höheren Produktionsgeschwindigkeit. Durch die Möglichkeit, mehrere Teile gleichzeitig zu drucken, kann dieses additive Fertigungsverfahren die Druckzeit effizient nutzen. Diese hohe Durchsatzrate ist besonders vorteilhaft für die Massenproduktion und verbessert die Wirtschaftlichkeit des Prozesses erheblich.

Im Gegensatz zum SLM-Prozess, bei dem intensive Hitze verwendet wird, um das Metallpulver zu schmelzen, verwendet das Binder Jetting ein Bindemittel, um das Material zusammenzuhalten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit hoher Temperaturen, und das Risiko thermischer Verzerrungen und Spannungen im Material, die beim SLM-Prozess häufig auftreten, wird minimiert.

Binder Jetting für die Serienproduktion
Es wird oft angenommen, dass der 3D-Druck nur für die Herstellung von Prototypen und kleinen Serien geeignet ist. Das Binder Jetting widerlegt jedoch diese Annahme. Dank seiner Fähigkeit, komplexe Bauteile in größeren Mengen ohne Kompromisse bei Qualität oder mechanischer Stabilität herzustellen, hat sich das Binder Jetting als herausragende Technologie für die Serienproduktion etabliert.

Das Binder Jetting eröffnet mit Materialien wie dem Edelstahl 17-4PH (1.4542) beeindruckende Möglichkeiten in verschiedenen Branchen. Ob in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik oder der Werkzeugherstellung – das Binder Jetting ermöglicht eine kosteneffiziente und skalierbare Produktion, die über die Möglichkeiten herkömmlicher Fertigungsmethoden hinausgeht. Durch die Kombination von Geschwindigkeit, Qualität und Wirtschaftlichkeit ebnet das Binder Jetting den Weg für die Zukunft des 3D-Drucks.

Anwendungsbereiche für den Edelstahl 17-4PH
Edelstahl 17-4PH zeigt seine Stärken in einer Vielzahl von Anwendungen. Dieses robuste Material eignet sich ideal für die Herstellung von Maschinenbauteilen, Ersatzteilen und Werkzeugen. Doch seine Einsatzmöglichkeiten gehen weit über diese grundlegenden Anwendungen hinaus.

Dank seiner hohen mechanischen Stabilität und Härte eignet sich Edelstahl 17-4PH besonders gut für anspruchsvolle Einsatzgebiete mit besonderen Anforderungen. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden beispielsweise hochbelastbare Komponenten wie Turbinenschaufeln und Strukturbauteile aus diesem Material hergestellt. Diese Bauteile müssen extremen Temperaturen und großen mechanischen Belastungen standhalten – eine Aufgabe, die Edelstahl 17-4PH mühelos bewältigt.

Auch in der Automobilindustrie findet Edelstahl 17-4PH vielfältige Anwendungen. Bei der Herstellung von Motorkomponenten, Getriebeteilen und Fahrwerksteilen spielt er aufgrund seiner hohen Festigkeit und Langlebigkeit eine wichtige Rolle.

In der Medizintechnik ist Edelstahl 17-4PH aufgrund seiner exzellenten Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit äußerst wertvoll. Er kann beispielsweise bei der Herstellung von chirurgischen Instrumenten, Implantaten und Prothesen eingesetzt werden, bei denen sowohl die mechanische Stabilität als auch die Beständigkeit gegenüber Körperflüssigkeiten von großer Bedeutung sind.

Nachbearbeitungsmöglichkeiten
Die Nachbearbeitungsmöglichkeiten für Edelstahl 17-4PH nach dem Binder Jetting-Prozess sind genauso vielfältig wie seine Anwendungsbereiche. Obwohl die Teile bereits nach dem Drucken und Sintern eine hohe Qualität aufweisen, können sie durch verschiedene Verfahren weiter verbessert und veredelt werden.

Durch das Perlenstrahlen kann eine robuste, unempfindliche und matte Oberfläche erzeugt werden, die sich hervorragend für Anwendungen eignet, bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit erforderlich ist.

Das Polieren hingegen ermöglicht die Herstellung von hochglänzenden Oberflächen, was bei Präsentationsobjekten oder Bauteilen, die auch ästhetischen Ansprüchen genügen müssen, äußerst nützlich ist. Beide Verfahren gewährleisten, dass die hergestellten Teile den hohen Anforderungen der Industrie sowohl in Bezug auf Funktionalität als auch Ästhetik gerecht werden und das volle Potenzial des Binder Jettings ausschöpfen.

Fazit
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Kombination aus Binder Jetting Technologie und Edelstahl 17-4PH eine aufregende und vielversprechende Richtung für additive Fertigungsverfahren darstellt. Diese Technologie bietet eine Vielzahl von Vorteilen, von erhöhter Kosteneffizienz über verbesserte mechanische Leistung bis hin zur Möglichkeit der Serienproduktion. Sie eröffnet neue Möglichkeiten für die Fertigungsindustrie und markiert eine neue Ära in der Welt des 3D-Drucks.

Der 3D-Druck ist nicht länger auf die Herstellung von Prototypen oder Kleinserien beschränkt, sondern hat sich zu einem vollwertigen Produktionsverfahren entwickelt, das den Anforderungen der modernen Industrie gerecht wird. Es ermöglicht eine schnelle und flexible Reaktion auf Marktanforderungen, fördert Innovation und verbessert die Nachhaltigkeit der Fertigung, indem es weniger Abfall erzeugt und Energie spart. Die Kombination aus Binder Jetting Technologie und Materialien wie Edelstahl 17-4PH ist führend in diesem Wandel und verspricht eine Zukunft, in der der 3D-Druck eine noch bedeutendere Rolle in der industriellen Fertigung spielen wird.