| Herstellung des Feedstocks
Im ersten Prozessschritt wird ein feines Metall- oder Keramikpulver mit einem organischen Binder zu einer homogenen Masse vermischt. Diese Metall-/Kunststoffmischung nennt man Feedstock.
Um die metallischen Ausgangsmaterialien als Extrudat zu verarbeiten, muss diese feste Materialkomponente in Pulverform zuerst mit einem organischen Binder gemischt werden. Diese Mischung wird als Feedstock bezeichnet. Qualitätskriterien sind hierbei der Pulverfüllgrad, die Partikelgröße, die Viskosität und die sogenannte Grünfestigkeit, welche notwendig ist um die defektfreie Konturenkonformität der Halbzeuge bis zum Sinterprozess zu gewährleisten. Als langjähriger Hersteller von hochwertigem Feedstock können die Smart Metal Technologies auch seltene Werkstoffe wie etwa Gold oder Kupfer sehr fein fraktionieren – mit Partikelgrößen im Bereich von wenigen Mikrometern. Damit erreichen wir für unsere Werkstücke eine bisher nicht gekannte Oberflächengüte – sie übertrifft die Qualität der bekannten generativen Fertigungsverfahren um ein Vielfaches. Durch den hohen Füllungsgrad des Feedstocks und die hervorragende Grünfestigkeit der gedruckten Halbzeuge lassen sich bei den späteren Bauteilen die mechanischen Toleranzen bis auf wenige hundertstel Millimeter begrenzt. Nach dem Mischvorgang wird der Feedstock automatisch im Prozess in Granulatform gebracht und steht darauf für die Extrusion zur Verfügung. Auf der Seite der keramischen Werkstoffe werden Oxidkeramiken wie Aluminiumoxid oder Zirkonoxid, aber auch nichtoxidische Keramiken wie Bornitrid und Siliziumnitrid verarbeitet.
Herstellung der Filamente
Der Feedstock wird in verflüssigter Form bei erhöhter Temperatur einem Extrusions-Verfahren unterzogen. Bei einer Extrusion werden dickflüssige härtbare Massen unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst. Dabei entstehen metallgefüllte Filamente in theoretisch beliebiger Länge die dann anschließend dem additiven Fertigungsverfahren zugeführt werden. Zur Herstellung der Filamente nutzen die Smart Metal Technologies ein ausgeklügeltes Verfahren zur thermischen Regelung und Reibungsminimierung während des Pressvorgangs.
Additive Fertigung des Bauteils
Die metallgefüllten Filamente werden mit Hilfe eines speziellen 3D-Druckers verarbeitet. Im Rahmen dieser additiven Fertigung entstehen die Bauteile zunächst als sogenannter Grünling. Der fertige Formkörper weist schon alle typischen geometrischen Merkmale des fertigen Bauteils auf, ist aber aufgrund des noch enthaltenen organischen Binders bis zu 12 Prozent größer als das später angestrebte rein metallische Bauteil. Gegenüber dem Spritzgussverfahren hat das 3D-Drucken den Vorteil, dass keine Werkzeuge mehr benötigt werden. Gegenüber der zerspanenden Fertigung hat das 3D-Drucken den Vorteil, dass der Materialverlust entfällt und das Verfahren insgesamt weniger Energie benötigt. Diese technisch anspruchsvollen 3D-Drucker sind ebenfalls eine Eigenentwicklung der Smart Metal Technologies.
Entbinderung und Sintern
Nach Entnahme des Grünteils aus dem 3D-Drucker wird der organische Binder in einem zweistufigen Prozess - der Entbinderung - wieder entfernt. Es entsteht ein rein metallisches Bauteil. Der nach dem Entbindern zurückbleibende poröse Formkörper - nun Braunling genannt - wird durch in einem Sinterofen bei hoher Temperatur zu einem Bauteil mit seinen endgültigen geometrischen und mechanischen Eigenschaften verdichtet.
Nachbearbeitung
Grundsätzlich ist das FMP-Verfahren ein endkonturnahes Herstellungsverfahren (Near-net-shape). Unsere Bauteile weisen eine Werkstoffdichte von 96 bis 100 Prozent und eine gute Oberflächengüte auf. Da die Zeitvorteile der werkzeuglosen Fertigung nicht wieder verloren gehen sollen versuchen wir Nachbearbeitungsschritte bzw. Folgeprozesse schon in der Designphase auf ein Minimum zu reduzieren. Grundsätzlich sind unsere Bauteile mit Kompaktwerkstoffen vergleichbar und können allen denkbaren Wärme- und Oberflächenbehandlungen unterzogen werden, die auch bei konventionell gefertigten metallischen oder keramischen Bauteilen anwendbar sind.
Qualitätssicherung
Kein Werkstück verlässt unser Haus ohne automatisch oder manuell auf mechanische Konformität untersucht worden zu sein. Wie testen sämtliche Eigenschaften der Bauteile mit Hilfe spezieller zerstörungsfreier Prüfmittel und unterziehen sowohl die Oberfläche wie auch die innenliegenden Strukturen einer intensiven mikroskopischen bzw. röntgentechnischen Untersuchung. Das jeweils gewünschte Prüfverfahren – Vollprüfung oder Stichproben - wird mit dem Kunden abgestimmt. Die von uns hergestellten Bauteile stammen aus der EU und sind für diesen Markt spezifiziert und zugelassen. Die jeweils geltenden Bestimmungen bei Einfuhr der Geräte in Nicht-EU-Länder sind von Seiten des Kunden zu beachten. Eine Haftung der Smart Metal Technologies für die Konformität mit den jeweils geltenden gesetzlichen Bestimmungen ist ausgeschlossen.
Beratung und Betreuung
Unsere sorgfältig ausgewählten und gut geschulten Ingenieure stellen die von uns angestrebte hohe Beratungs- und Servicequalität für unsere Kunden sicher. Prinzipiell können angefragte Bauteile innerhalb weniger Tage nach Vorlage der Zeichnung gefertigt werden. Auch größere Serien können einschließlich aller konstruktiven Optimierungen innerhalb weniger Wochen starten. Unsere Kunden sind Hersteller aus dem Bereich der Medizintechnik, Mobilfunk, Luft- und Raumfahrt, Wehrtechnik oder Automobilbau. Sie erwarten von den durch uns additiv gefertigten Bauteilen einen überlegenen ingenösen Beitrag für ihr eigenes Endprodukt. Smart Metal Technologies berät Sie gerne bei der Auswahl der passenden Werkstoffe und der konstruktiven Optimierung im Hinblick auf die besonderen Freiheitsgrade welche unser neues und einzigartiges Fertigungsverfahren bietet.
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