Löchrige Innovation Toolcraft und Siemens setzen auf poröse Strukturen beim 3D-Druck

Im Bereich der additiven Fertigung ist Toolcraft sehr bekannt. Im Rahmen einer Kooperation mit Siemens gewinnt nun das Thema poröse metallische Strukturen für Toolcraft immer mehr an Bedeutung ...

Schon seit einigen Jahren arbeitet Siemens an der Entwicklung von funktional optimierten, porösen Materialstrukturen, die mithilfe der additiven Fertigung hergestellt werden, so Toolcraft. So sollen innovative Möglichkeiten für verschiedene Industrien aus der Taufe gehoben werden. Denn so ähnlich, wie ein Stück Würfelzucker Flüssigkeiten aufnehmen kann, können auch poröse metallische Strukturen das allein durch Kapillarkräfte leisten und Fluide so transportieren. Siemens-Forschern ist es mit dieser Idee gelungen, Funktionen wie Wärmetransport oder Kühlung anhand von additiv gefertigten porösen Strukturen direkt in Bauteile zu integrieren, heißt es weiter. Und durch der Entwicklung erster Demonstratoren für chemische Reaktionstechnik im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts 3D-Process konnte auch bereits das große Potenzial poröser Materialstrukturen nachgewiesen werden.

Das können gedruckte poröse Strukturen leisten

Kaum eine Herstellungsmethode habe in der jüngsten Vergangenheit so viele Neuerungen hervorgebracht wie die additive Fertigung. Dabei sei es egal, ob es das Thema neue Materialien, Prozesse oder Fertigungsverfahren betreffe. So können beispielsweise im Pulverbettverfahren (L-PBF) präzise poröse Metallteile erzeugt werden, wobei eine exakte Steuerung von Porengröße und -verteilung möglich ist, wie die Projektpartner betonen. Dadurch sollen strukturelle und funktionale Anforderungen von Bauteilen optimiert werden, die mit üblichen Fertigungsmethoden nur schwer zu erreichen seien. Durchlässige, aber dennoch metallisch stabile Strukturen können etwa dazu genutzt werden, Überdruck ausgleichen, Temperaturen besser zu steuern oder eben Flüssigkeiten aufszuaugen. Hilfreich sind poröse Eigenschaften auch dann, wenn Gegenstände an Metall entlanggeführt werden sollen. Und mithilfe von zugeführter Luft können Objekte auf einem Luftfilm entlang einer reibungsarmen Gleitfläche schweben, ohne die Oberflächen zu verschleißen, wie die Experten weiter erklären.

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Partner von der Simulation bis zur Serienproduktion

Mögliche Anwendungen sehen die Experten insbesondere in der Prozessindustrie, der Energieverfahrenstechnik und in der Luft- und Raumfahrt. Aber auch Anwendungen im Maschinenbau und in der Medizintechnik seien vorstellbar. Mit Toolcraft hat Siemens nun einen langjährigen Partner an der Seite, um die strategische Brücke zur industriellen Fertigung dieser anspruchsvollen Materialstrukturen zu schlagen. Das mittelständische Unternehmen will im Rahmen dessen die Übertragbarkeit auf alle Anlagensysteme unter Einhaltung aller Industriestandards für die Prozessindustrie gewährleisten und durch Technologietransfer solche porösen, gedruckten Strukturen weiterentwickeln. Von der Simulation bis zur Umsetzung fungiere Toolcraft somit als Wegbereiter für Anwendungen in der industriellen Praxis, bis hin zu der Serienproduktion entsprechender Komponenten. Das Familienunternehmen besitzt seit über einem Jahr auch die Zertifizierung als Hersteller von additiven Werkstoffen im Rahmen der Europäischen Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU für den Werkstoff Hastelloy C22. Dabei sollen auch Schulungen rund um das Thema angeboten werden, um diese Toolcraft-Expertise weiterzugeben.

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