Metal Binder Jetting (MBJ)

© Fraunhofer IFAM
Turbinenrad aus Edelstahl 316L – Oberfläche wie gesintert.

Beim Metal Binder Jetting handelt es sich um ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren, das auch unter den Namen 3D-Printing bekannt ist. Das Fraunhofer IFAM beschäftigt sich mit Material- und Prozessentwicklung entlang der gesamten Prozesskette des Metal Binder Jettings, die sowohl den Druck- und Entpulverungs-, als auch Entbinderungs- und Sinterprozess beinhaltet. Mit Hilfe unserer Pulveranalytik können Sinteraktivität und Packungsverhalten des Ausgangspulvers charakterisiert werden, welche das Verdichtungs- und Schwindungsverhalten beim Sintern maßgeblich beeinflussen. Die Entwicklung des Binders, sowie dessen rückstandsfreie Zersetzung werden am Fraunhofer IFAM ebenfalls durchgeführt. Bei der Ermittlung geeigneter Sinterparameter greifen wir auf unsere Analysemöglichkeiten und langjährige Erfahrung aus dem Metallpulverspritzguss zurück.

Bei der Durchführung von Versuchen stehen uns mehrere Anlagen vom Typ ExOne Innovent, bzw. Innovent+, kommerzielle Sinteröfen und eine umfangreiche Analytik zur Verfügung.

 

Prozessbeschreibung

Beim Metal Binder Jetting wird eine Pulverschicht aufgezogen (1), in die ein organischer Binder selektiv mit einem Inkjet-Druckkopf eingedruckt wird (2). Anschließend wird der Binder durch eine Wärmelampe getrocknet (3). Diese Prozessschritte werden wiederholt, bis die gewünschten Geometrien aufgebaut sind. Nach dem Aushärten des Binders (4) wird das entstandene Grünteil vom losen Metallpulver befreit (5) und anschließend in einem Ofen entbindert (6) – wobei sich der Binder thermisch zersetzt – und gesintert (7). Dabei wird das Bauteil verdichtet und schwindet auf das Endmaß.

Neben den Sintern zu voller Dichte, besteht ebenfalls die Möglichkeit die Grünteile ohne Schwindung anzusintern und mit einem niedrigschmelzenden Metall zu Infiltrieren.

Verarbeitbare Materialien

  • Stähle (optional infiltrierbar)
  • Nickelbasislegierungen
  • Kobaltlegierungen
  • Titanlegierungen
  • Kupfer

Unser Angebot

Von der Materialauswahl über den Druckprozess, das Entbindern und Sintern bis zur Analytik wird der Prozess im Hause betrieben, analysiert und wissenschaftlich begleitet. Im Einzelnen bieten wir:

  • Unterstützung bei Bauteilauswahl und fertigungsgerechter Konstruktion
  • Umfassende Material- und Prozessentwicklung entlang der Prozesskette
  • Materialspezifische Binderentwicklung
  • Marktstudien und Vergleiche mit anderen AM-Technologien
  • Schulungen und Workshops zum Metal Binder Jetting