Uniformity Labs und SLM Solutions fertigen additiv Nutzlasthalterungen für die Luft- und Raumfahrt, um eine verbesserte Leistung zu erzielen

Ein namentlich nicht genanntes Luft- und Raumfahrtunternehmen hat sich kürzlich darauf berufenUniformitätslabore' UniFuse Ti6Al4V-Pulver mit extrem geringer Porosität für die additive Herstellung einer Nutzlasthalterung mitSLM-Lösungen' Pulverbett-Fusionstechnologie.

Die Nutzlasthalterung, die zur Unterstützung von Komponenten innerhalb einer Satellitenbaugruppe konzipiert ist, erfordert aufgrund der rauen Umgebungen des Weltraumbetriebs ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und Hitzebeständigkeit.

Ursprünglich wurde es mittels Elektronenstrahlschmelzen (EBM) hergestellt, aber das Luft- und Raumfahrtunternehmen stellte fest, dass EBM Prozessbeschränkungen aufwies, die die Dichte, die Teilegenauigkeit und die Auflösung beeinträchtigten, was zu Teilen von geringerer Qualität führte. Während andere Herstellungsverfahren wie Schweißen in Betracht gezogen wurden, würde das Schweißen der Arme auf einer maschinell bearbeiteten Basis zu Inkonsistenzen in der tatsächlichen Position der Nutzlasthalterungen führen, während Verformungen auch zu mehreren Fehlermöglichkeiten rund um die Schweißnähte führen würden. Darüber hinaus würde diese Methode Gewicht und Kosten sowie anschließende Qualitätskontrollprüfungen mit sich bringen.

Uniformity ist ein Anbieter von hochdichten Metallpulvern und fortschrittlichen Fertigungsverfahren, die Anwender dabei unterstützen sollen, erhebliche Qualitäts- und Effizienzverbesserungen in der additiven Fertigung im großen Maßstab zu erzielen.

SLM Solutions ist ein integrierter Lösungsanbieter und Partner für die additive Metallfertigung. Robuste Maschinen zum selektiven Laserschmelzen optimieren eine schnelle, zuverlässige und kosteneffiziente Teileproduktion. Die Experten von SLM Solutions arbeiten mit Kunden in jeder Phase des Prozesses zusammen, um die Unterstützung zu bieten, die den Einsatz von Technologie steigert und sicherstellt, dass ihre Kapitalrendite maximiert wird.

Für die Produktion der Nutzlasthalterung setzte Uniformity Labs ein SLM 125-System zur additiven Metallfertigung zusammen mit seinem UniFuse Ti6Al4V-Pulver und leistungsstarken Scanparametern ein. Diese Kombination soll dazu beigetragen haben, die Markteinführungszeit zu verkürzen, da die Bauzeit im Vergleich zum Drucken mit derselben Schichtdicke um das 1,5-fache verkürzt wurde.

Uniformity Labs/SLM-Lösungen

Zu den mechanischen und Dichteeigenschaften von UniForm Ti6Al4V von Uniformity Labs gehören eine Schichtdicke von 60 μm, eine durchschnittliche Dichte von 99,96 % im gedruckten Zustand und eine Oberflächenrauheit in Z-Richtung (ohne Behandlung, μm) von 11,0 ± 1,0 . Außerdem weist es nach dem heißisostatischen Pressen (HIP) eine Zugfestigkeit (Rm z) von 1000 ± 7 MPa auf; Höchstzugfestigkeit (Rm xy) von 1010 ± 6 MPa; Streckgrenze (Rm z) 896 ± 10 MPa; und Streckgrenze (Rm xy) 924 ± 7 MPa.

„Die Anwendung von Uniformity Ti64 Grade 23 liefert unseren Kunden, die Teile benötigen, die unter extremen Bedingungen höchste Leistung erbringen, hervorragende Materialeigenschaften und Wiederholbarkeit. Unsere Pulver liefern robuste mechanische Eigenschaften, geringe Oberflächenrauheit und eine hohe Druckausbeute sowie eine erhebliche.“ Steigerung des Maschinendurchsatzes.“ –Adam Hopkins, CEO von Uniformity Labs.

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Durch den Einsatz eines Laser-Pulverbett-Fusion-Verfahrens anstelle von EBM oder einer herkömmlichen Technik konnten außerdem mehrere Zwischenfertigungsschritte eingespart werden, wodurch Kosten, potenzielle Fehlermöglichkeiten und wiederum die Markteinführungszeit gesenkt wurden.

Die Vorteile der Verwendung des SLM 125 und UniFuse Ti6Al4V für die Produktion der Nutzlasthalterung inklusive:

Durch die additive Fertigung der Nutzlasthalterung mit dem SLM 125 und UniFuse Ti6Al4V produzierte Uniformity Labs Teile mit überlegenen mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu EBM, ohne dass eine Wärmebehandlung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften nach dem Bau erforderlich war. Das Teil wies außerdem eine um 19 % höhere Streckgrenze und eine um 24 % höhere Zugfestigkeit auf. Die Kombination aus der additiven Metallfertigungstechnologie von SLM und dem Titanpulver von Uniformity Labs beschleunigte außerdem die Herstellung des Bauteils mit weniger Arbeitsschritten, was zu einer schnelleren Markteinführung und niedrigeren Kosten beitrug.

„Uniformity Labs beweist unseren Kunden weiterhin einen überragenden Mehrwert, indem es AM-Materialien und -Prozesse harmonisiert, um eine additive Fertigung im Produktionsmaßstab zu ermöglichen. Unsere Pulver liefern wiederholbare mechanische Eigenschaften und eine gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit auf dem gesamten Druckbett, selbst wenn mit Durchsätzen gedruckt wird, die weit über denen liegen, die mit anderen möglich sind.“ Unser kompromissloser AM-Ansatz ermöglicht es unseren Kunden, eine kostengünstige Serienproduktion zu realisieren.“ –Adam Hopkins, CEO von Uniformity Labs.

von Sam Davies

15. Mai 2023

14:47