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Metall-3D-Druck Pulvergefüllte Drähte sollen WAAM-Verfahren optimieren

Von Dipl.-Ing. Dorothee Quitter 1 min Lesedauer

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Ruhr-Universität Bochum

Wire-Arc Additive Manufacturing (WAAM) ist schnell, materialeffizient und durch handelsübliche Metalldrähte kostengünstig. Werkzeugstähle sind bislang kaum dabei. Ein Forschungsprojekt an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) soll das ändern und hochbeanspruchte Stanz- und Umformwerkzeuge ermöglichen.

Ein im Wire-Arc Additive Manufacturing gefertigtes Bauteil.(Bild: D.Quitter - VCG)
Ein im Wire-Arc Additive Manufacturing gefertigtes Bauteil.
(Bild: D.Quitter - VCG)

Das Wire-Arc Additive Manufacturing, kurz WAAM, basiert auf dem Metallschutzgasschweißen. Ausgangsstoffe sind kostengünstige Metalldrähte. Um auch hochbeanspruchte Stanz- und Umformwerkzeuge mit diesem 3D-Druck-Verfahren herstellen zu können, sind Drähte aus hochlegiertem Werkzeugstahl nötig. Diese hartphasenreichen und hochfesten Werkstoffe können jedoch oft nicht zu den geringen Durchmessern der Drähte gezogen werden.

Das Projekt EWA (Entwicklung kohlenstoff-martensitischer Werkzeugstähle für die additive Fertigung hochbeanspruchter Umformwerkzeuge mittels Wire-Arc Additive Manufacturing) verfolgt einen neuen Ansatz. Ausgangsstoff sind dabei dünne, pulvergefüllte Drähte mit einem Außendurchmesser von mindestens 1,2 Millimetern. Wie die RUB mitteilt, erlauben diese Fülldrähte durch die direkt im Fülldraht erzeugte Legierungszusammensetzung eine hohe Flexibilitätt. Diese Pulverfüllung verflüssige sich direkt beim Schweißen. Der Vorteil: die Legierung muss nicht zuvor durch eine Schmelze erzeugt werden, die dann mittels Rundkneten und Drahtziehen erst noch auf den benötigten Drahtdurchmesser reduziert werden muss.

Das Forschungsprojekt der RUB ist nicht das einzige Projekt, bei dem an Fülldrähten für das WAAM-Verfahren geforscht wird. Im Verbundprojekt Toolprint haben bereits die Partner Gefertec, Hermann Fliess, SWM Werkzeugfabrik, Fraunhofer IPK und das IFW Jena untersucht, wie hochbelastete Randschichten von additiv, im WAAM-Verfahren gefertigten Entgratwerkzeugen mittels hochlegiertem Fülldraht gelingen:

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