NIST-Forschern gelingt mit dem 17-4 PH-Stahl-3D-Druck ein Durchbruch

Neben der Automobilindustrie gilt dies insbesondere für die Luft- und Raumfahrt als auch die Medizintechnik. Einem Forscherteam am „National Institute of Standards and Technology“ (NIST) in Gaithersburg ist es nun gelungen 14-4 PH Stahl in einem 3D-Druck-Verfahren zu verwenden. Eben dieser Erfolg wird die Entwicklung zukünftiger Produkte nachhaltig prägen.

3-Druck-Technologie in der Metallindustrie

Die Industrie 4.0 ist seit einigen Jahren im vollen Gange. Im Zuge dieser industriellen Revolution werden unzählige Arbeitsschritte automatisiert von Maschinen übernommen. Das 3D-Druck-Verfahren ist hier eine Schlüsseltechnologie. Dank ihr lassen sich Bauteile aller Art am PC konzipieren und planen und anschließend schnell, kostengünstig und präzise herstellen und weiterverarbeiten.

Dank den Forschern aus den Vereinigten Staaten kann diese Technologie nun auch für besonders harte und korrosionsbeständige Materialien angewandt werden. Das gilt insbesondere für den 17-4 PH-Stahl, welcher bei rund 1.000°C geschmiedet wird. Gerade im Hinblick auf die Herausforderungen bei der Elektrifizierung des Individualverkehrs oder der Entwicklung neuer medizinischer Geräte wird dieser Durchbruch sehr schnell zum Einsatz kommen werden.

Drastische Temperaturschwankungen als Problem erkannt

Während des Herstellungsprozesses von Teilen im 3-Druck-Verfahren kommt es in der Regel zu drastischen Temperaturschwankungen, die nicht selten viele Hundert Grad betragen. Mit Hilfe von Röntgentechnologie haben die Forscher daher versucht, eben diesen Umstand näher zu untersuchen, damit das verwendete Material seine erwünschen Eigenschaften nicht verliert.

Durch diese genaue Untersuchung konnte festgestellt werden, wie genau die Metalllegierung mit ihren einzelnen Komponenten reagiert, wenn sich die Temperatur innerhalb kürzester Zeit drastsich ändert. Die so gewonnen Daten haben einen entscheidenden Teil dazu beigetragen, dass sich der 17-4 PH-Stahl von nun an ohne Kompromisse in Bezug auf Härte und Korrosionsbeständigkeit im 3-Druck-Verfahren verwenden lässt.

Wo wird der Forschungserfolg Einzug finden?

Unternehmen, welche individuell, schnell, präzise und kostengünstige Teile herstellen können, haben einen gehörigen Vorsprung gegenüber der Konkurrenz. Die Produktion mit einem 3-Drucker ist daher Ideal. Da sich nun auch 1.4542 - 17-4PH-Stahl auf diese Weise verarbeiten lässt, wird dies viele positive Entwicklungen in Schlüsselindustrien in Gang bringen.

Dies wird nicht nur die Hersteller von Bau- und Bohrmaschinen freuen, sondern ebenso Unternehmen aus der Medizintechnik sowie Lebensmittel-, Raumfahrt- und Automobilindustrie. Zu den positiven Entwicklungen werden wohl kürzere Lieferzeiten, eine einfachere Reparierbarkeit defekter Geräte sowie günstigere Preise bei der Anschaffung und Wartung gehören.

Gerade in der Luft- und Raumfahrt, wo die verwendeten Materialien ganz besonderen Herausforderungen zu trotzen haben, kann ein solch kostengünstiges Herstellungsverfahren für Bauteile neue Flugzeuge, Raketen und somit auch Raumfahrtmissionen erst möglich machen.

Durch die kontrollierten Abkühlungsphasen ist jetzt außerdem denkbar, dass in naher Zukunft noch viele andere Metalle und Legierungen im Druck-Verfahren verarbeitet werden können. Weitere Forschungen und Test werden hier natürlich für Klarheit sorgen. Damit ist der Erfolg der Forscher aus Gaithersburg nicht nur aktuell, sondern auch in Zukunft von größter Wichtigkeit für private Unternehmen als auch für den gesellschaftlichen Fortschritt.