Lithography-based processing of metallic powders

Abstract

Hohle Strukturen aus Metall, z.B. Getriebegehäuse, werden heutzutage zusammengebaut und mit Fügestellen versehen. Viele Teile und Arbeitsschritte sind notwendig. Warum also nicht einen 3D Druck Prozess adaptieren, um die Zahl der Bauteile und Arbeitsschritte zu reduzieren? Der etablierte Prozess heißt lithography-based ceramic manufacturing (LCM), in welchem Metall- statt Keramikpulver eingesetzt wird. Zahlreiche Experimente zeigen, dass Metall-Druck aufgrund der optischen Farbe des Pulvers schwieriger ist als Keramik-Druck. Es gilt also das enge Prozessfenster zu finden, die Genauigkeit der Maschine zu verbessern sowie Toleranzen anzugeben.

Hollow metal structures, e.g. gearboxes, nowadays need to be assembled and require joints. Many parts and process steps are necessary. An alternative idea is to adapt a 3D printing process to reduce this number of parts and process steps. The established process is lithography-based ceramic manufacturing (LCM) in which a metal powder instead of ceramics was employed. Many experiments to print metal parts show that it is more difficult than printing ceramics because of the optical darkness of metal powder. Thus finding a narrow process window, improving the machine's accuracy and finding tolerances was the scope of this work.