ExOne druckt 3D-Leichtbauteile aus Keramik und Metall im Rahmen einer neuen Lizenzvereinbarung mit dem Oak Ridge National Laboratory

NORTH HUNTINGDON, PENNSYLVANIA, USA, 26. Januar 2021 (BUSINESS WIRE) – Das Unternehmen ExOne (Nasdaq: XONE) – der weltweit führende Anbieter von industriellen Sand- und Metall-3D-Druckern mit Binder-Jetting-Technologie – gab heute den Abschluss einer kommerziellen Lizenzvereinbarung mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums für den 3D-Druck von Teilen aus mit Aluminium infiltriertem Borcarbid (B₄C) bekannt. 

Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) entwickelten ein zum Patent angemeldetes Verfahren für den 3D-Druck von Teilen aus mit Aluminium infiltriertem Borcarbid für einen Metall-3D-Drucker mit Binder-Jetting-Technologie von ExOne. Das Material wird zur Herstellung von Kollimatoren, Neutronenabbildungskomponenten und anderen Objekten, wie z. B. Abschirmausrüstungen zum Ablenken oder Absorbieren von Energie, verwendet. (Grafik: Business Wire) Forscher am ORNL entwickelten die zum Patent angemeldete Methode des 3D-Drucks von aluminiuminfiltriertem B₄C auf einem ExOne M-Flex, einem 3D-Drucker, der die Binder-Jetting-Technologie für den 3D-Druck von Objekten aus Metallen, Keramiken und anderen Pulvermaterialien verwendet

Im Jahr 2019 schloss ExOne eine Lizenzvereinbarung zur Forschung und Entwicklung in Bezug auf den Fertigungsprozess ab. Die Lizenz wurde nun für die kommerzielle Nutzung erweitert, sodass ExOne mit dem Druck von mit Aluminium infiltrierten B₄C-Kollimatoren, Abschirmausrüstungen und anderen Komponenten für Neutronenstreuungsinstrumente beginnen kann.

ExOne-Technologie treibt ORNL-Innovation voran

Als Binder-Jetting wird ein bahnbrechender 3D-Druckprozess bezeichnet, bei dem anhand von digitalen Daten über einen Druckkopf Binder in eine Pulverform – z. B. Metall, Sand oder Keramik – eingespritzt wird und so Schicht für Schicht das fertige Produkt entsteht. Beim Metalldruck kann das gedruckte Teil zu einem soliden Objekt verarbeitet werden. Während dieses Prozesses können auch andere Materialien in das Teil infiltriert werden.

In diesem Fall entwickelte ein Team des ORNL unter der Leitung von David C. Anderson, Gruppenleiter für Instrumententechnik des Second-Target-Station-Projekts, ein Verfahren für den 3D-Druck von Teilen aus B₄C, einem neutronenabsorbierenden Material, und infiltrierte diese anschließend mit Aluminium. Bei einer Infiltration wird ein Material von einem anderen Material benetzt oder absorbiert, wie z. B. Wasser von einem Schwamm. Das fertige mit Aluminium infiltrierte B₄C-Material ist als Metallmatrix-Verbundwerkstoff, eine Art Cermet, bekannt. Miterfinder dieses Verfahrens sind u. a. Amy Elliott, Corson Cramer und Bianca Haberl vom ORNL.

Die Entwicklung ist bedeutend, da sich mit Aluminium infiltriertes B₄C durch starke und dennoch leichte Eigenschaften auszeichnet und zudem neutronenabsorbierende Merkmale aufweist, die insbesondere bei Neutronenstreuungsinstrumenten von Nutzen sind und es Forschern ermöglichen, Daten bis auf atomare Ebene zu erfassen.

Bei herkömmlichen Herstellungsmethoden sind die Formen der Kollimatoren begrenzt, was auch die Art der Forschung und weitere Arbeiten einschränkt, die mit ihnen durchgeführt werden könnten. Die neue Methode zur Herstellung von B₄C-Objekten öffnet die Tür zu neuen Arten von Objekten, die zum Ablenken oder Absorbieren von Energie eingesetzt werden und somit Mensch und Umwelt vor Strahlung schützen können.

Das unter diese Lizenzvereinbarung fallende geistige Eigentum umfasst u. a. die anhängige US-Patentanmeldung Nr. 16/155,134 mit dem Titel „Collimators and Other Components from Neutron Absorbing Materials Using Additive Manufacturing“ (Kollimatoren und andere Komponenten aus neutronenabsorbierenden Materialien mittels additiver Fertigung) sowie zwei zusätzliche vorläufige Anmeldungen. Im Rahmen der Vereinbarung wird ExOne außerdem weitere zahlreiche B₄C-Matrixkomponenten im 3D-Druckverfahren fertigen, die für Neutronenstreuungsexperimente vom ORNL verwendet werden.

Mit dem neuen Material B₄C kann ExOne seinen Kunden zudem nun eine Methode für den 3D-Druck eines Metallmaterials anbieten, das leichter als Bronze ist. Die Metall-3D-Drucker von ExOne, wie der Innovent+®, M-Flex®, X1 25Pro® und X1 160Pro™, sind aktuell in der Lage, Objekte aus mehr als 22 Materialien in 3D zu drucken.

Das ORNL wird von UT-Battelle im Auftrag des Office of Science des US-Energieministeriums verwaltet, dem größten alleinigen Förderer der physikalischen Grundlagenforschung in den USA. Das Office of Science des US-Energieministeriums beschäftigt sich mit einigen der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.energy.gov/science

About ExOne

ExOne ist ein Vorreiter und globaler Marktführer bei industriellen 3D-Druckanlagen mit Binder-Jetting-Technologie. Seit 1995 entwickelt ExOne leistungsstarke 3D-Drucker, die auch komplexe Probleme lösen und bahnbrechende Innovationen ermöglichen. Unsere Maschinen ermöglichen den 3D-Druck von Pulverpartikeln wie Metall, Sand, Keramik und anderen Verbundwerkstoffen, um Präzisionsteile, Metallgussformen und -kerne sowie innovative Werkzeuglösungen herzustellen. Kunden aus verschiedensten Branchen nutzen unsere Technologie, um Zeit und Geld zu sparen, Abfälle zu reduzieren und Fertigungsprozesse flexibler zu gestalten. So lassen sich Designs und Produkte herstellen, die früher nicht möglich gewesen wären. Dank der weltweit führenden Experten auf dem Gebiet der Binder-Jetting-Technologie bietet ExOne außerdem spezielle 3D-Druckdienstleistungen – einschließlich der bedarfsgerechten Produktion von kritischen Teilen sowie der Beratung zu Engineering- und Design-Fragen. Erfahren Sie mehr über ExOne unter www.exone.com oder auf Twitter unter @ExOneCo. Unterstützen Sie uns bei unserer Nachhaltigkeitskampagne #MakeMetalGreen™.

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