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Nov 29, 2023

Rio Tinto geht neue Wege mit wasserzerstäubtem Stahl für den industriellen 3D-Druck

Das kanadische Bergbau- und Metallunternehmen Rio Tinto hat ein neues 3D-Druckpulver für Stahl mithilfe der Wasserzerstäubungstechnologie entwickelt. Nach Angaben des Unternehmens wird allgemein davon ausgegangen, dass nur teures Gas und

Das kanadische Bergbau- und Metallunternehmen Rio Tinto hat ein neues 3D-Druckpulver für Stahl mithilfe der Wasserzerstäubungstechnologie entwickelt.

Nach Angaben des Unternehmens wird allgemein davon ausgegangen, dass nur kostenintensive Gas- und Plasmazerstäuber in der Lage sind, Pulver herzustellen, die für den industriellen 3D-Druck geeignet sind. Das neue Stahlpulver wurde im metallurgischen Komplex Rio Tinto Fer et Titane (RTFT) des Unternehmens in Quebec entwickelt und getestet und hat gezeigt, dass die Wasserzerstäubung ein kostengünstigerer Weg zur Pulverproduktion ist und gleichzeitig bessere mechanische Eigenschaften als konventionell hergestellte Metalle liefert.

RTFT ist derzeit dabei, weitere wasserzerstäubte 3D-Druckpulver zu entwickeln, um den Anforderungen seiner Industriekunden gerecht zu werden.

Stéphane Leblanc, Geschäftsführer von Rio Tinto für Eisen und Titan, sagte: „Dies ist eine neue Generation von Stahlpulvern, die für den 3D-Druck im metallurgischen Komplex von RTFT entwickelt wurden, wo wir über 50 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Stahl- und Eisenpulvern haben.“

Wasserzerstäubung für den 3D-Druck

Ein Wasserzerstäuber verwendet einen Hochdruck-Wasserstrahl, um ein flüssiges Metall in Metallpulverpartikel im Mikrometerbereich umzuwandeln. Abhängig von den Parametern des Wasserzerstäubungsprozesses können die Pulverpartikel in Form, Größe und Zusammensetzung stark variieren, sodass eine kleine Feinabstimmung viel zur Herstellung eines 3D-druckbaren Metalls beitragen kann.

RTFT beherbergt Berichten zufolge den größten Wasserzerstäuber in Nordamerika, was bedeutet, dass der Komplex größere Pulvermengen produzieren kann als viele konkurrierende Plasmazerstäubungsanlagen. Das Unternehmen ist seit rund 70 Jahren in Quebec tätig und gilt als Pionier bei der Entfernung von Eisen aus Ilmenit.

Leblanc fügt hinzu: „Unsere neue Stahlpulversorte für die additive Fertigung, die mit dem größten Wasserzerstäuber in Nordamerika hergestellt wird, bringt eine sehr wettbewerbsfähige Rohstoffergänzung für den wachsenden 3D-Markt.“

Während dies möglicherweise der erste Versuch von Rio Tinto ist, ein eigenes 3D-Druckpulver zu entwickeln, hat das Unternehmen zuvor mit Amaero, einem Spezialisten für Metalladditive Fertigung, zusammengearbeitet, um eine bestehende Hochleistungs-Aluminium-Scandium-Legierung in Serie herzustellen. Im Rahmen der Vereinbarung lieferte Rio Tinto Legierungsbarren aus kohlenstoffarmem Aluminium. Amaero verwendet die Rohlinge zur Entwicklung von „Amaero HOT Al“, dem 3D-Druckpulver für hohe Betriebstemperaturen des Unternehmens.

Vier Jahre Entwicklungszeit

Das Stahlentwicklungsprojekt begann vor etwa vier Jahren, als das Critical Minerals and Technology Centre von Rio Tinto mit mehreren lokalen Universitäten in Kanada zusammenarbeitete. Nach Abschluss der ersten Entwicklung arbeitete Rio Tinto mit dem in Deutschland ansässigen KSB, einem führenden Hersteller von Pumpen und Ventilen, zusammen, um die Leistung des Pulvers für 3D-Druckanwendungen zu testen.

Die Partner haben bereits eine Reihe vollständiger Teile aus dem Stahl gedruckt, darunter ein Ersatzteil für ein Flüssigeisengusssystem am Standort Quebec. Die Drucktests dienten der Zertifizierung des Materials für industrielle Anwendungen. Das Ersatzteil misst etwa 300 x 300 mm und ist 70 % leichter als das ursprüngliche Gussteil, das es ersetzt. Während das Pulver in vielen Branchen eingesetzt werden kann, hat das Unternehmen Pläne geäußert, als erstes Ziel auf den Ersatzteilsektor für den Fernbetrieb abzuzielen.

Mit der Entwicklung seines neuen 3D-Druckstahls ist Rio Tinto der neueste Akteur auf dem Markt für Metallpulver für die additive Fertigung. Kanthal, die Heiztechnikmarke des globalen Maschinenbaukonzerns Sandvik, hat kürzlich in hochmoderne Zerstäubungsanlagen investiert, um die Entwicklung seiner eigenen Pulvermetallurgiebetriebe voranzutreiben. Gemeinsam mit dem schwedischen Metallforschungsinstitut Swerim wird Kanthal seine 2-Millionen-Euro-Ausrüstung nutzen, um Metallpulver für 3D-Druck- und heißisostatische Pressanwendungen zu erforschen.

Der Metallpulverhersteller PyroGenesis gab kürzlich bekannt, dass seine neue Additive Manufacturing NexGen-Pulverproduktionslinie fertiggestellt und in Betrieb genommen wurde. Mit einer beeindruckenden Durchsatzleistung von 25 kg/h gibt es Berichten zufolge mehrere „große Top-Tier“-Luft- und Raumfahrtunternehmen, die auf Pulver aus der NexGen-Produktionslinie warten.

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Das Bild zeigt das wasserzerstäubte Stahlpulver von Rio Tinto. Foto über Rio Tinto.

Kubi Sertoglu hat einen Abschluss in Maschinenbau und verbindet eine Affinität zum Schreiben mit einem technischen Hintergrund, um die neuesten Nachrichten und Rezensionen zur additiven Fertigung zu liefern.