Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)
| 11:00 | Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel) | Beitrag zur Bewertung des Verdichtungsgrades mittels Visioplatsizität 1 | Dipl.-Ing. Markus Kirschner |
| 11:30 | Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel) | Verbesserte Wärmeprozesse durch in-situ Messverfahren und datenbasierte FE-Simulation 1 | Dr. Hogler Friedrich |
| 12:00 | Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel) | Kleinserienfertigung von MIM-Bauteilen durch binderbasierte 3D-Druck-Technologie 1 | Dipl.-Ing. Sebastian Riehm |
Metallpulverspritzguss (Metal Injection Molding, MIM) ist ein etabliertes pulvermetallurgisches Verfahren, um komplex geformte, funktionsintegrierte Bauteile in höchsten Stückzahlen endkonturnah zu fertigen. Dazu werden Metallpulver und Binder zu einem Feedstock verarbeitet und in die Form des gewünschten Bauteils gespritzt. Das so erhaltene Grünteil wird entbindert und gesintert. Anschließend ist das Bauteil ohne Nacharbeit einsatzbereit.
Jede Bauteilgeometrie erfordert bei MIM eine eigene Spritzgussform. Jede Form muss dazu aufwendig optimiert und gefertigt werden. Dadurch sind MIM-Spritzgussformen teuer, unflexibel und der Grund, warum MIM (und die damit erreichbare hohe Bauteilqualität) erst ab sehr großen Stückzahlen wirtschaftlich wird.
Um dagegen pulvermetallurgische Bauteile mit komplexen Geometrien in hoher Qualität in Kleinserie zu fertigen, bieten sich additive Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing, AM) an. Ein AM-Verfahren, das viele Gemeinsamkeiten mit MIM hat, ist der 3D-Druck mittels Binder Jetting (BJ). Dabei wird schichtweise ein Binder selektiv mit einem Druckkopf auf ein Pulverbett aufgebracht. Nach dem Bauprozess werden die Grünteile aus dem Pulverbett entnommen, entbindert und fertiggesintert. Die erreichbare Komplexität, Qualität und Genauigkeit der BJ-Bauteile hängen vom eingesetzten Metallpulver und Bindermaterial ab; ebenso haben Prozessparameter wie z. B. die Pulververteilung durch Rakeln oder die Schichtdicke einen entscheidenden Einfluss auf die Bauteile.
In diesem Beitrag wird gezeigt, unter welchen Voraussetzungen BJ als Alternative zu MIM bei kleinsten Stückzahlen erfolgversprechend eingesetzt werden kann. Dazu werden aus dem etablierten MIM-Werkstoff 17-4 PH (1.4542, X5CrNiCuNb16-4) BJ-Proben gefertigt und mit MIM-Proben verglichen. Zuerst werden optimale Bauparameter und, unterstützt durch CALPHAD-Rechnungen, Parameter für Sinterung und Wärmebehandlung ermittelt, um Prüfkörper zu fertigen. Mit richtungsabhängigen metallographischen und mechanischen Untersuchungen wie Rauheit, Zugfestigkeit und Härte wird die Anisotropie aufgrund des Bauprozesses quantifiziert. Im Ergebnis wird gezeigt, unter welchen Bedingungen BJ-Proben typische Werte für MIM-Proben erreichen können.
