Veranstaltung
Erstmals druckten Wissenschaftler des Fraunhofer IWS 3D-Hochentropie-Demonstratorstrukturen, die aus der Cantorlegierung „CrMnFeCoNi“ bestehen, mit dem Verfahren Fused Filament Fabrication (FFF). Die Bildmontage zeigt auf der Oberfläche ein Beispiel für eine besonders hochfeste, aus zwei Phasen bestehende Mikrostruktur als geplante Weiterentwicklung des Legierungssystems. - © Fraunhofer IWS Dresden
06.12.2019

Hochentropie-Legierungen für heiße Turbinen und unermüdliche Pressen

Manuelle Brauerei würde tausende Jahre dauern

Allerdings sind noch einige technologische Probleme zu lösen, bevor solche Legierungen tauglich für die Massenproduktion werden – und da kommen die Spezialisierungen der IWS-Forscher ins Spiel. „Hochentropie-Legierungen sind in sehr vielen Varianten denkbar“, erläutert Jörg Kaspar. „Wer sie alle einzeln durchprobieren wollte, würde einige tausend Jahre dafür brauchen.“ Daher haben die Dresdner Fraunhofer-Analytiker Methoden weiterentwickelt, um Proben aus verschiedenen HEL-Rezepturen sehr rasch herzustellen und automatisiert auf Härte, Festigkeit und andere Eigenschaften zu testen.

Möglich machen dies „additive Fertigungsanlagen“, die ihre HEL-Zutaten aus mehreren Behältern mit Eisen-, Chrom-, Nickel- und anderen elementaren Pulvern fördern. Ein Laser schmilzt diese Stoffe auf und trägt die gewünschte Mischung auf eine Probenplatte. Für die nächste Probe nimmt sich die Maschine dann zum Beispiel weniger Eisen und mehr Chrom, testet den Einfluss auf die Härte der neuen HEL, variiert die Rezeptur dann erneut. Die Anlage verändert die Zusammensetzung in den Folgeschritten solange, bis die Testreihe abgeschlossen ist.

Mit solchen und weiteren HEL-Technologien haben die IWS-Ingenieure profunde Erfahrungen: Sie beherrschen auch schwer zu verarbeitende Materialien, die sonst bei Zimmertemperatur und Lufteinflüssen spröde und rissanfällig werden, in hoher Qualität. Hinzu kommt ihre Expertise beim Einsatz unterschiedlicher additiver Verfahren: Dazu gehören Laser-Auftragsschweißanlagen, die Zutaten in Pulver- oder in Drahtform erwarten, aber auch Metalldrucker oder Anlagen, die Metalllegierungen mit Hilfe von Polymer-Stützkorsetten in Form bringen. „An Hochtemperaturlegierungen arbeiten weltweit viele Institute und Unternehmen. Aber in dieser technologischen Breite wie wir können das nicht viele. Vor allem in der HEL-Verarbeitung durch additive Fertigungsmethoden sehe ich uns vorn“, fasst Jörg Kaspar zusammen.

Der Call for Papers für das 1. HEL-Symposium läuft noch bis zum 15. Januar 2020. Mehr Informationen dazu finden Sie hier.

Mehr Informationen zur Veranstaltungen finden Sie in unserem Veranstaltungskalender.

(Quelle: Presseinformation des Fraunhofer IWS Institut für Werkstoff- und Strahltechnik)

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Additive FertigungHochentropie-LegierungenLeichtbauLuftfahrtTurbinenbauWerkstoffe

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