Fügeverfahren für komplexe MIM-Bauteile: Sinterfügen als Alternative zum Schweißen

Hersteller von Metallteilen – insbesondere in der Automobilindustrie, Luftfahrt, Medizintechnik oder Maschinenbau – stehen regelmäßig vor einer Herausforderung: Wie lassen sich komplexe oder modulare Metallbauteile effizient fügen, wenn klassische Verfahren wie Schweißen oder Löten an ihre Grenzen stoßen? Eine innovative Lösung bietet das Sinterfügen – ein integriertes Fügeverfahren im Metallpulverspritzguss (MIM).

 

Neue Designfreiheiten für komplexe Geometrien

Das Sinterfügen ermöglicht es, separat hergestellte Metallpulverspritzgussbauteile direkt im Sinterprozess dauerhaft miteinander zu verbinden. So entstehen komplexe, oder modulare Bauteile, die mit konventionellen MIM-Verfahren nicht realisierbar wären – zum Beispiel hohle Strukturen oder geometrisch anspruchsvolle Kombinationen.

Die Vorteile auf einen Blick:

• Fügen ohne zusätzliche Fügeprozesse: Keine Nacharbeit durch Schweiß- oder Lötprozesse
• Erweiterte Designfreiheit: Realisierung von hohlen oder schwer zugänglichen Geometrien
• Ideal für Werkstoffe, die sich konventionell schwer fügen lassen
• Modularer Bauteilaufbau: Komplexe Konstruktionen aus mehreren Einzelkomponenten; auch Miniaturbauteile umsetzbar
• Effizienter Fertigungsprozess: Das Fügen ist in den bestehenden MIM-Prozess integrierbar

 

Vielversprechende mechanische Eigenschaften

In Zugversuchen wurde die Qualität der gefügten Bauteile geprüft. Dabei wurden die mechanischen Kennwerte von gefügten Zugproben mit denen ungefügter Zugproben verglichen:

• Streckgrenze: nahezu identisch
• Zugfestigkeit: ca. 10% reduziert
• Dehnung: ca. 50% reduziert

 

Anwendungsbereiche mit Potenzial

Das Sinterfügen eröffnet neue Möglichkeiten für die Fertigung anspruchsvoller Metallbauteile. Besonders geeignet ist es für Komponenten mit innenliegenden Hohlräumen, die beispielsweise von Fluiden oder Gasen durchströmt werden. Auch Bauteile mit modularer Struktur oder variierenden Geometrien lassen sich effizient und kostengünstig realisieren. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren die Herstellung größerer MIM-Bauteile, bei denen klassische Methoden aufgrund hoher Wanddicken oder komplexer Formen an ihre Grenzen stoßen.

 

Projektpartner

• Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG
• Fraunhofer IFAM Bremen

Förderung

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Förderkennzeichen: 20T1911

Laufzeit: 01.05.2021 – 30.11.2023