In der nun veröffentlichten Studie gibt Ampower einen objektiven und unabhängigen Einblick in die aktuellen Möglichkeiten sinterbasierter AM-Technologien im Vergleich zu LB-PBF und Metall-Spritzguss (MIM). Durch die Analyse von über 50 Prüflingen von 8 verschiedenen Systemanbietern zeigt Ampower die Merkmale der verschiedenen Technologien auf. Die umfassende Computertomographie-Analyse (CT) in Zusammenarbeit mit YXLON lieferte ein tiefes Verständnis der geometrischen Genauigkeit und inneren Defekte der verschiedenen Technologien.

Eine große Herausforderung in der additiven Fertigung ist die Bauteildichte. Allen Metall-AM-Prozessen ist gemein, dass Poren und innere Defekte während des 3D-Druckprozesses noch nicht erkannt werden können. Zerstörende Prüfungen offenbaren Fehler nur an den geprüften Bauteilen. In stark regulierten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik ist die ZfP (Zerstörungsfreie Prüfung) während der Entwicklung und in einigen kritischen Fällen sogar als 100-%-Prüfmethode während der Produktion erforderlich. In der aktuellen Studie hat Ampower mit YXLON zusammengearbeitet, um die Technologiereife modernster 3D-Druckverfahren wie LB-PBF sowie neuer aufstrebender Metalltechnologien zu bewerten.

Porositätsanalyse
Für die Validität einer Porositätsanalyse müssen Qualität und Auflösung des Computertomographie-Bildes (CT-Bildes) berücksichtigt werden. Poren unterhalb der Auflösungsgrenze werden bei der Aufnahme unter Umständen nicht erfasst. Die Quantifizierung der Porosität basiert auf einem Schwellenwert, der den Grauwert dem massiven Material oder Hohlräumen zuordnet. Dieser Wert beeinflusst das Messergebnis massgeblich. Der Vergleich von Computertomographie-Bildern von BJT-, Metall-FDM- und LB-PBF-Teilen bei identischen Scanparametern zeigt bei den BJT- und Metall-FDM-Teilen eine höhere Porenverteilung sowie grössere Defekte. Dies korreliert mit den Ergebnissen der Schliffbildanalyse.

Geometrische Genauigkeit
Die Ergebnisse sinterbasierter AM-Teile zeigen Verzug im Bereich des Aussenrings, der höchstwahrscheinlich während des Sinterprozesses entsteht. Übermässiges und fehlendes Material am Flansch beeinträchtigen die Massgenauigkeit negativ. Dies zeigt sich besonders deutlich beim Metall-FDM-Bauteil. Der hochauflösende CT-Scan ermöglicht die Darstellung der charakteristischen Oberflächenstruktur der verschiedenen AM-Verfahren. Bei allen Technologien sind die spezifischen Vektoren des Materialauftrags während des 3D-Druckprozesses auf der Oberfläche deutlich erkennbar.

Weiterführende Studienergebnisse jenseits der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP)
Die Studie schließt mit einer detaillierten Analyse der Gestaltungspotenziale und -grenzen. Die größte Herausforderung sinterbasierter additiver Fertigungstechnologien liegt im Entbinderungs- und Sinterprozess. Um diese notwendigen Prozessschritte zu steuern, ist fundiertes Wissen über das Sintern erforderlich. Die Implementierung sinterbasierter additiver Fertigungstechnologien wird Pioniere vor neue Herausforderungen stellen. Insbesondere die Investitionen in Infrastruktur und Know-how über den Sinterprozess sollten nicht unterschätzt werden. Für die Automobil- und Maschinenbauindustrie. Industrie Binder-Jetting und Metall-Fused-Deposition-Modeling (MDM) bieten großes Zukunftspotenzial. Sie werden die Lücke zwischen Gießen und LB-PBF hinsichtlich Kosten und Produktivität schließen. Bei hochbelasteten Anwendungen bleiben EB- und LB-PBF jedoch vorerst die Referenztechnologien für additive Fertigung.