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Lithography-based Metal Manufacturing
Das Verfahren
Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) ist ein additives Fertigungsverfahren, das zur Herstellung von hochpräzisen, kleinen Metall-Bauteilen eingesetzt wird. Dabei wird eine Mischung aus Metallpulver und Photopolymer in einem Materialbehälter gespeichert, die bei Raumtemperatur eine "butterartige" Konsistenz hat. Wenn die Mischung erhitzt wird, wird sie flüssig und kann dünnschichtig auf die Bauplattform aufgetragen werden.
Der nächste Schritt beinhaltet die Belichtung der Bauplattform mithilfe eines Projektors. In den belichteten Bereichen härtet das Photopolymer aus, während das restliche Material flüssig bleibt. Dieser Prozess wird Schicht für Schicht wiederholt, bis schließlich ein Grünling entsteht.
Um den Grünling aus dem Materialblock zu entnehmen, wird der Block auf etwa 50°C erhitzt. Durch die Erhitzung schmilzt das unbelichtete Material und fließt ab, während das Photopolymer thermisch entbunden wird. Das abgeflossene Material kann ohne Verlust für weitere Druckprozesse verwendet werden. Die thermische Entbinderung des Photopolymers und das Sintern der Bauteile erfolgen in einem zweistufigen Verfahren.
Die gesinterten Bauteile sind etwa 20% kleiner als die Grünlinge, wobei der exakte Schwindungsfaktor von der Materialzusammensetzung abhängt und sehr gut reproduzierbar ist. Durch das LMM-Verfahren können somit hochpräzise Metall-Bauteile hergestellt werden, die in vielen Industriezweigen eingesetzt werden können.
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Vorteile
- Höchste Auflösung ohne verzerrende Randeffekte
- Geringe Toleranzen
- Herstellung dünnwandiger und verzugsempfindlicher Bauteile möglich
- Hohe Oberflächengüte
- Geringe Nacharbeit
- Allseitig gleiche Oberflächen
- Keine Stützstrukturen
- Fügen von Baugruppen im Sinterprozess möglich
LMM-Verfahren in der Anwendung
Vorteile der Lithography-based Metal Manufacturing (LMM)-Technologie sind insbesondere die hohe Auflösung und Präzision sowie die gute Oberflächenqualität, wodurch kleine, komplexe und filigrane Bauteile in bisher unerreichbarer Qualität hergestellt werden können. Zudem werden bei der LMM-Technologie keine Stützstrukturen benötigt und die Bauteile können dreidimensional im Bauraum angeordnet werden.
LMM-Bauteile haben eine sehr hohe Endkontur- und Oberflächengüte, weshalb zeit- und kostenintensive Nacharbeit auf ein Minimum reduziert werden kann. Beim Lithography-based Metal Manufacturing (LMM)-Verfahren sind kleine Stückzahlen, hohe Variantenvielfalt und damit hohe Flexibilisierung des jeweiligen Bauteilspektrums ohne Lagerkosten möglich.
Neben den verbreiteten Anwendungen in der Prototypen- und Einzelstückherstellung bieten die sinterbasierten additiven Fertigungsprozesse in den Branchen Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Schmuck bei kleinen bis mittleren Stückzahlen vermehrt Alternativen zur konventionellen Produktion. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Werkzeugherstellung, da hier die traditionelle Fertigung aufgrund hoher Komplexität und geringen Stückzahlen verhältnismäßig kostenintensiv ist.
Technische Informationen
- Max. Bauteilgröße: 70 x 45 x 100 mm
- Laterale Auflösung: 35 µm
- Schichtdicke: 10 - 60 µm
- Baugeschwindigkeit bis zu 250 Schichten /h
- Baurate bis zu 100 cm³/h
Einschränkungen
- Nicht für mittlere und große Bauteile geeignet
