Entwicklung einer vollständig automatisierten digitalen Prozesskette beim Metal Binder Jetting (DigiChain4MBJ)
Informationen zum Projekt
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Zuwendungsempfangende: ProductionToGo GmbH, Karlsbad |
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Projektlaufzeit:
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Fördervolumen:
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Angestrebte Einsparungen:
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Metal Binder Jetting (MBJ) ist ein 3D-Druckverfahren für Metalle. Im Gegensatz zu den bekannteren laserbasierten Verfahren (z.B. Laserschmelzen) wird das Metall beim MBJ nicht aufgeschmolzen, sondern ein organischer Binder aus einem Druckkopf lokal in schichtweise aufgebrachtes Metallpulver eingebracht. Nach dem Aushärten des Binders (in der Regel thermisch) entsteht ein sogenanntes Grünteil, das aus dem Pulverbett entnommen und von losem Pulver befreit wird (Entpulvern). Abschließend folgt eine thermische Nachbehandlung, bei der organische Binder ausgebrannt wird (Entbinderung) und durch Diffusionsprozesse (Sintern) eine Verdichtung des Pulverkörpers zum metallischen Bauteil erfolgt. Neben der für 3D-Druckverfahren charakteristischen nahezu grenzenlosen Designfreiheit ist ein besonderer Vorteil des MBJ im Vergleich zu anderen Metall-3D-Druckverfahren eine hohe Produktivität.
Aufgrund der einfachen Skalierbarkeit über die Größe des verwendeten Pulverbetts und der Anzahl der Druckköpfe können mittels MBJ-Stückzahlen im Bereich von bis zu 10.000 wirtschaftlich gefertigt werden. Entsprechend wird MBJ bereits von einer Reihe von Bauteilherstellern in der Produktion eingesetzt.
Entwicklungsbedarf besteht allerdings noch bei der softwarebasierten Datenaufbereitung. Die Durchführung von Iterationsstufen bei der simulationsbasierten Bauteil- und Prozessauslegung und die Datenübergabe zwischen den Schritten erfolgen am Stand der Technik immer noch ausschließlich manuell, sodass die Nutzung von Simulations-Tools erst bei > 100 Bauteilen ökonomisch sinnvoll ist. Durch eine systematische simulations- und datenbasierte Bauteil- und Prozessauslegung kann die Ausschussrate an defekten Bauteilen jedoch entsprechend unseren Voruntersuchungen um einen Faktor von mindestens 3 reduziert werden. Vor diesem Hintergrund soll in diesem Projekt erstmals eine integrierte Softwarelösung zur vollständigen Automatisierung der MBJ-Datenvorbereitung entwickelt und evaluiert werden.