Entwicklungstrends zum Einsatz des selektiven Laserstrahlschmelzens in Industrie und Biomedizintechnik

  • Yvonne Wessarges
  • Matthias Gieseke
  • Ronny Hagemann
  • Stefan Kaierle
  • Ludger Overmeyer
Chapter

Zusammenfassung

Beim selektiven Laserstrahlschmelzen werden metallische Pulverwerkstoffe schichtweise aufgetragen, selektiv mittels Laser verschmolzen und somit vollständig dichte Bauteile erzeugt. Es werden ähnliche Eigenschaften wie bei konventionell verarbeiteten Werkstoffen erzielt, sodass diese Verfahren für die Produktion von Prototypen oder zur Fertigung von Endprodukten eingesetzt werden. Zudem gibt es eine Vielzahl verwendbarer Werkstoffe, um die jeweils erwünschten Bauteileigenschaften umzusetzen. Viele Werkstoffe, wie Titanlegierungen für Leichtbauteile im Bereich der Luftfahrt oder Kobalt-Chrom zur Umsetzung patientenspezifischer Zahnimplantate, sind bereits industriell für das SLM®-Verfahren etabliert.

Aktuell haben Magnesiumlegierungen und Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften eine besondere Bedeutung, da diese die Herstellung von vielzähligen neuartigen Produkten ermöglichen. Magnesium weist eine hohe spezifische Festigkeit und biodegradierbare Eigenschaften auf. So kann die Fertigung von neuartigen Leichtbauteilen sowie individuellen und bioresorbierbaren Implantaten realisiert werden.

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über eigene Forschungsergebnisse, bestehende Herausforderungen und aktuelle Entwicklungstrends zum Einsatz des selektiven Laserstrahlschmelzens von Nickel-Titan und Magnesium in Industrie und Biomedizintechnik.

Zusammenfassung

Heutzutage ermöglicht der Einsatz additiver Fertigungsverfahren hochkomplexe Geometrien und ist besonders bei Kleinserien oder Individualbauteilen wirtschaftlich. Beim selektiven Laserstrahlschmelzen werden metallische Pulverwerkstoffe schichtweise aufgetragen, selektiv mittels Laser verschmolzen und somit vollständig dichte Bauteile erzeugt. Es werden ähnliche Eigenschaften wie bei konventionell verarbeiteten Werkstoffen erzielt, sodass diese Verfahren für die Produktion von Prototypen oder auch zur Fertigung von Endprodukten eingesetzt werden. Zudem gibt es eine Vielzahl verwendbarer Werkstoffe, um die jeweils erwünschten Bauteileigenschaften umzusetzen. Viele Werkstoffe, wie Titanlegierungen für Leichtbauteile im Bereich der Luftfahrt oder Kobalt-Chrom zur Umsetzung patientenspezifischer Zahnimplantate, sind bereits industriell für das SLM®-Verfahren etabliert.

Aktuelle Forschungsarbeiten fokussieren die Einführung neuer Materialien sowie die Herstellung von Mikrobauteilen mit dem SLM®-Verfahren. Aktuell haben Magnesiumlegierungen und Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften eine besondere Bedeutung, da diese die Herstellung von vielzähligen neuartigen Produkten ermöglichen. Konventionell schwer zu verarbeitendes Nickel-Titan ist durch SLM®hervorragend bearbeitbar und erlaubt die Herstellung schaltbarer und somit intelligenter Bauteile. Magnesium weist eine hohe spezifische Festigkeit und biodegradierbare Eigenschaften auf. So kann die Fertigung von neuartigen Leichtbauteilen sowie individuellen und bioresorbierbaren Implantaten realisiert werden.

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über eigene Forschungsergebnisse, bestehende Herausforderungen und aktuelle Entwicklungstrends zum Einsatz des selektiven Laserstrahlschmelzens von Nickel-Titan und Magnesium in Industrie und Biomedizintechnik.

Schlüsselwörter

Selektives Laserstrahlschmelzen Additive Fertigung Magnesium Magnesiumlegierungen Nickel-Titan 

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Authors and Affiliations

  • Yvonne Wessarges
    • 1
  • Matthias Gieseke
    • 2
  • Ronny Hagemann
    • 3
  • Stefan Kaierle
    • 4
  • Ludger Overmeyer
    • 5
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