Foto: IMAT TU Graz

Forschung

Innovatives Stahlpulver für den 3D-Metalldruck

An der TU Graz wurde ein Stahlpulver für die additive Fertigung entwickelt, das die Produktion komplexer Bauteile entscheidend vereinfachen soll.

In der 3D-Metalldruck-Technologie gibt es noch Luft nach oben: Speziell beim Selektiven Laserschmelzen (SLM), bei dem das Bauteil schichtweise aufgebaut wird, ist der Gestaltungsspielraum in Bezug auf Konstruktion und Design eingeschränkt. Je komplexer das Bauteil ist, desto umfangreichere Stützstrukturen sind notwendig, um beispielsweise ein Absinken möglicher Überhänge während des Druckprozesses oder andere Bauteil-Deformationen zu verhindern.

Mehr Gestaltungsspielraum und geringere Druckkosten

Mateusz Skalon, Forscher am Institut für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik der TU Graz hat die Partikeloberflächen von herkömmlichem Pulver aus 316L-Edelstahl derart modifiziert, dass das verflüssigte Metall im Schmelzbad eine höhere Stabilität aufweist. Das ermöglicht eine größere Gestaltungsfreiheit, da auch Bauteile mit kleinen Neigungswinkeln beim Drucken nicht zusammenbrechen. Bei diesem New Gen SLM Powder sind somit weniger stützende Strukturen notwendig, die bis zu 20 % der gesamten Druckkosten ausmachen. „Pro Kilogramm Pulver können bis zu 114 Euro an Kosten gespart werden“, so Skalon. Er verweist in diesem Zusammenhang auch auf den Nachhaltigkeitsaspekt. Überschüssiges Edelstahlpulver kann am Ende der Fertigung zur Wiederverwertung ganz einfach aufbereitet werden, was zusätzliche Materialersparnisse schafft.

Aufbereitungsanlage für innovatives Metallpulver

Nun möchte Skalon mit Unterstützung der TU Graz die Forschungsergebnisse wirtschaftlich umsetzen. Im Rahmen des aktuellen Spin-Off-Fellowships der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG skaliert er den Modifikationsprozess, um ihn zur Marktreife zu bringen: „In den nächsten 16 Monaten werden wir das Pulver auf den gängigsten Laserschmelz-Anlagen testen. Darauf aufbauend wollen wir unmittelbar nach dem Fellowship eine Produktionsfirma in Österreich gründen, wo zugekauftes 316L-Edelstahlpulver modifiziert und vertrieben wird.“ Zielgruppen sind Hersteller hochkomplexer Metallteile, Fertigungsunternehmen aus der Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbaubranche sowie Forschungsinstitute, die sich mit additiven Fertigungsverfahren beschäftigen.

Industrie und Wirtschaft zeigen Interesse

Erste Interessensbekundungen aus Industrie und Wirtschaft gab es bereits. Er möchte mit seinem Spin-Off ein wichtiger Teil der Lieferkette in der additiven Fertigung werden. Unterstützt wird er dabei von einem hochkarätigen Team: Christof Sommitsch, Leiter des Instituts für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik der TU Graz, fungiert im Projekt als Supervisor und der Vorsitzende der Jungen Wirtschaft Steiermark, Christoph Kovacic, hat die Rolle des Mentors inne. Hilfe in der Geschäftsentwicklung erhält Skalon vom Leiter des Instituts für Unternehmungsführung und Organisation der TU Graz, Stefan Vorbach, sowie von dessen Instituts-Mitarbeitenden Martin Glinik und Elisabeth Poandl.
Dieses Forschungsprojekt ist im Field of Expertise „Advanced Materials Science“ verankert, einem von fünf strategischen Schwerpunktfeldern der TU Graz. Es wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen des Förderprogramms „Spin-off-Fellowships“ gefördert.