Der 3D-Druck gehört zu den innovativsten Fertigungstechniken zur industriellen Herstellung von Metallteilen. Jetzt revolutioniert ein Hamburger Unternehmen diese Zukunftstechnologie mit neuartigen Aluminiumlegierungen.

Material als Schlüsselfaktor beim 3D-Druck

Der 3D-Druck ist stark im Kommen. Die Technologie eignet sich ideal für Prototypen, Einzelstücke, Kleinserien und komplexe Bauteile aus Metall, die sich mit herkömmlichen Techniken nur schwer oder gar nicht realisieren lassen.

Für besonders leichte, hochfeste Teile kommt dabei Aluminiumpulver zum Einsatz. Doch obwohl Aluminium der Leichtbau-Werkstoff Nr. 1 in der Welt ist, gab es lange Zeit kein für den 3D-Druck wirklich geeignete Aluminiumpulver. Die Entwicklung neuer Hochleistungs-Aluminiumlegierungen für 3D-Drucker ist deshalb ein entscheidender Wachstumsfaktor für diese Produktionstechnologie.

Neues Aluminium für neue Anwendungen

Wenn es um die Entwicklung von 3D-Druckverfahren geht, zählt die Metropolregion Hamburg zu den weltweit führenden Standorten. Die Hamburger Fehrmann GmbH beschäftigt sich seit über 60 Jahren mit der Herstellung von Bauteilen aus Aluminiumguss und ist eng mit dem Hamburger Forschungsumfeld vernetzt.

Dem Unternehmen gelang es, ihre Jahrzehnte lange Erfahrung in der Entwicklung von Hochleistungs-Aluminiumlegierungen mit den Anforderungen im 3D-Druck zu verknüpfen. In Kooperation mit wissenschaftlichen Institutionen wie dem Helmholtz-Zentrum für Materialforschung in Geesthacht, der Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien (IAPT) in Hamburg, dem Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) und dem Zentrum für Hochleistungs-Materialien (ZHM) an der Technischen Universität Hamburg (TUHH) hat Fehrmann diverse Aluminiumlegierungen entwickelt. Darunter auch die weltweit erste korrosionsbeständige High-Performance-Legierung speziell für den 3D-Druck.

Das Unternehmen startete bereits 2006 mit dem 3D-Druck und erkannte schnell, dass es sich bei den verfügbaren Aluminiumpulvern ausschließlich um Standard-Legierungen handelt, die sich für additive Produktionsverfahren nur bedingt eignen. Daher gründete Geschäftsführer Henning Fehmarn 2012 ein eigenes Zentrum für die Entwicklung hochleistungsfähiger Aluminiumlegierungen. „3D-Druckverfahren wurden von Maschinenbauern entwickelt,“ meint Fehrmann dazu und ergänzt: „Es gab jedoch lange Zeit niemanden, der sich mit der Werkstofftechnik beschäftigte. Genau diese Lücke wollten wir ausfüllen.“

Der Zielkonflikt bei Aluminium ist Festigkeit auf der einen und Dehnbarkeit auf der anderen Seite. Dieses Problem löst Fehrmann ganzheitlich: Das Unternehmen integriert in die Entwicklung der Aluminiumlegierung auch den Legierungs- und Herstellungsprozess, sprich das Verdüsen des Pulvers, sowie die Prozess-Eigenschaften mehrerer additiver Produktionstechnologien. Das Ergebnis sind maßgeschneiderte Aluminiumpulver mit genau den Eigenschaften, die Kunden für ihre spezifischen Anwendungen benötigen.

Antrieb für den Leichtbau von morgen

Leichtbau-Konstruktionen sparen nicht nur Material und damit Ressourcen. Sie reduzieren auch Gewicht und erlauben damit den Bau von Fahrzeugen, die weniger Kraftstoff verbrauchen und geringere Schadstoff-Emissionen aufweisen. Additive Produktionsverfahren und Aluminium sind die entscheidende Kombination, die völlig neue Möglichkeiten im Leichtbau ermöglichen.

Mit seinen speziell für den 3D-Druck von Aluminiumbauteilen entwickelten Aluminiumlegierungen ist Fehrmann ein bedeutender Impulsgeber für die Entwicklung des Leichtbaus von morgen.

Stand: August 2019

Alu für den 3D-Druck
in Numbers

60 %
leichter als Stahl steht Aluminium für Leichtbau schlechthin
8 %
nimmt die Aluminiumproduktion jährlich zu
47 %
Wachstum pro Jahr für das 3D-Druckverfahren

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