MTI 3D Metalldruck

Metal Technology (MTI) beschreitet mit 3D-Metalldruck und English Racing neue Wege

"Der ProX 300 hat uns in die Lage versetzt, funktionsbereite Teile schneller und wirtschaftlicher als je zuvor zu produzieren, und diese kommen in einigen der anspruchsvollsten Betriebsumgebungen zum Einsatz, die man sich vorstellen kann.” — Gary Cosmer, CEO von Metal Technology

Part reflect metal english racing

Albany im US-Bundesstaat Oregon ist schon seit 1943 eine Hochburg der Metallurgie. Damals erklärte Präsident Franklin D. Roosevelt, dass die US-Bergbauverwaltung (U.S. Bureau of Mines) diesen Standort dafür auserkoren hatte, die Entwicklung von Zirkon- und Titanlegierungen auf den Weg zu bringen. Diese Entscheidung legte den Grundstein für einen florierenden Wirtschaftszweig, in dem Legierungssysteme entwickelt wurden, die den Anforderungen selbst extremer Anwendungen gewachsen waren.

Metal Technology (MTI) aus Albany hat sich durch die Entwicklung von luft- und raumfahrttechnischen sowie wehrtechnischen Anwendungen einen Namen gemacht, in denen unter anderem Komponenten für die Trident-Raketenprogramme und verschiedene Weltraumforschungs-Initiativen gefertigt wurden. MTI hat sich in der globalen Metallindustrie als verlässlicher Innovator positioniert. Heute ist MTI Vorreiter in der Konstruktion und Fertigung von Metallteilen.

Als Schlüsselaktivität der Bemühungen des Unternehmens, neue Wege in der Herstellung von Metallteilen zu beschreiten, hat MTI den Sprung in die generative Fertigung gewagt und den 3D-Drucker ProX™ 300 für das direkte Metallsintern (Direct Metal Sintering, DMS) von 3D Systems in sein Leistungsportfolio aufgenommen. Im ProX 300 kommt ein Laser-Sinterverfahren zur Anwendung, mit dem chemisch reine und vollständig dichte Präzisions-Metallteile mit einem Maß an Schnelligkeit und Komplexität hergestellt werden, das mit herkömmlichen Fertigungsprozessen unerreichbar ist.

Eine der Schlüsselstrategien bei dem neu hinzugekommenen ProX 300 liegt darin, dass MTI seine enormen Erfahrungen in der Metallverarbeitung damit auf neue Märkte, Industriezweige und Anwendungsbereiche überträgt. Als sich nun dieses Jahr eine neue Chance im Motorsport bot - eine geradezu perfekte Anwendung für den ProX 300 -, stieg das Team begeistert ein.

Prox MTI 3D Metaldrucker

Gary Cosmer, CEO von MTI und zugleich Motorsport-Fan, der viel von seiner Freizeit damit verbringt, sich an Motorsport-Aktivitäten zu beteiligen, erkannte schnell, welchen Nutzen 3D-gedruckte Teile auf dem Motorsportmarkt haben würden.

Cosmer merkt dazu an: “Bevor es 3D-gedruckte Metallkomponenten gab, waren die Kosten für die Konstruktion und Herstellung von Einzelkomponenten oder Kleinserien in den meisten Fällen untragbar. Das 3D-Drucken eröffnet zudem eine völlig neue Denkweise im Hinblick auf die Konstruktion von Komponenten, denn gedruckte Teile ermöglichen eine höhere Komplexität und differenziertere Eigenschaften, was erhebliche Gewichtseinsparungen oder auch ein verbessertes Fließverhalten für die Kühlung innerhalb der Komponente möglich macht.”

Im benachbarten Bundesstaat Washington hatte English Racing mit seinen Rennmotoren vom Typ Mitsubishi 4G63 zu kämpfen. In den Hochleistungsautos, mit denen English Racing auf die Strecke geht - insbesondere im Mitsubishi Evo, der für Halbmeilen-Höchstgeschwindigkeitsrennen optimiert ist, bei denen das Fahrzeug Geschwindigkeiten von über 185 Meilen pro Stunde erreicht - treten Drehzahlen von mehr als 10.000/min auf.

Die werksseitige Ölpumpen-Riemenscheibe des Wagens setzten diese hohen Drehzahlen in einen übermäßig hohen Öldruck um - ein Betriebszustand, auf den schnell ein Totalausfall des Motors folgen kann.

English Racing hatte einen innovativen Lösungsansatz für dieses Problem: Man würde eine neue Riemenscheibe mit größerem Durchmesser verwenden, die langsamer drehen und dadurch den Öldruck senken würde. Die Herstellung war allerdings eine immense Herausforderung. Die Original-Riemenscheibe war ein Gussteil, das typisch eine Gussform, eine Werkzeugausstattung für deren Herstellung, viel Vorlaufzeit und ungeheuer viel Geld erfordern würde.

In Engine 500

English Racing versuchte mehr als zwei Jahre lang ohne Erfolg, dieses Teil herzustellen, ohne dass eine Lösung in Sicht war. Als das Unternehmen dann Anfang 2014 auf MTI stieß, konnte es rasch die Konstruktionsdaten zum 3D-Drucken aufbereiten und das Bauteil auf dem ProX 300 herstellen. Das Drucken des ersten funktionsfähigen Prototypen dauerte gerade einmal fünf Stunden.

Innerhalb von drei Tagen war dieses Teil in den Rennwagen vom Typ Mitsubishi Evo eingebaut und einsatzbereit. Es funktionierte perfekt: Der Öldruck sank auf sichere Werte, und das Fahrzeug stellte in seiner Klasse Geschwindigkeitsrekorde auf.

“Der ProX 300 hat uns in die Lage versetzt, funktionsbereite Teile schneller und wirtschaftlicher als je zuvor zu produzieren, und diese kommen in einigen der anspruchsvollsten Betriebsumgebungen zum Einsatz, die man sich vorstellen kann.

So Cosmer. “Durch Drucken des Teils konnten wir außerdem Merkmale und Konstruktionsparameter implementieren, die mit herkömmlichen Verfahren nicht machbar waren. In der Matrix aus Bauteilkomplexität, Fertigungsgeschwindigkeit und Kosten können wir mit dem ProX 300 diese Kluft für unsere Kunden überbrücken.”

Nachdem das erste Teil gebaut und getestet war, wurde der ProX 300 für einen Produktionslauf von 35 weiteren Teilen für unterschiedliche Rennanwendungen im ganzen Land eingesetzt.

Am 27. Juni 2014 erprobte das Team von English Racing seine neu konstruierte Ölpumpen-Riemenscheibe auf dem Halbmeilen-Höchstgeschwindigkeitsrennen von Pikes Peak und erreichte damit 184,9 Meilen pro Stunde, was ihm den ersten Platz in der Limousinenklasse einbrachte. “Der Wagen lief hervorragend - genau so, wie wir es erwartet hatten", sagte Zach Morgan, Techniker und Tuner bei English Racing. “Wir haben den Wagen auf unserem Leistungsprüfstand getestet, ohne dass es zu irgendwelchen Fehlfunktionen kam. Wir sind also schon davon ausgegangen, auf dem Siegertreppchen zu landen, wussten aber noch nicht, ob es für einen ersten Platz reichen würde. Das Team ist begeistert!”

“Der ProX 300 war die perfekte Lösung für diese Aufgabe. Insgesamt haben wir 130 Stunden lang an diesem ziemlich beachtlichen Projekt gearbeitet”, sagte Cosmer.

EVO white track 500

Die Menge, die Geometrie und die Bauteileigenschaften, die mit anderen Verfahren schwierig zu realisieren gewesen wären, waren eine ideale Anwendung für das direkte Metallsintern auf dem ProX 300. MTI war in der Lage, in kurzer Zeit ein Projekt abzuwickeln, das jahrelang in Arbeit gewesen war, und konnte English Racing gegenüber anderen Fertigungsverfahren Einsparungen von mehreren tausend Dollar und viel Arbeitszeit ermöglichen.

“Die gesamte Metallindustrie bewegt sich auf einer Lernkurve, was Vormaterialien angeht, und dies kann nur Verbesserungen bringen”, sagte Cosmer. “MTI ist bei dieser Lernkurve tonangebend und brennt darauf, das Bestmögliche aus dem 3D-Metalldruck herauszuholen. Für uns ist das alles andere als ein Zeitvertreib.”

Nachtrag: Am 13. Juli 2014 belegte der Mistubishi Evo mit seiner im 3D-Metalldruck hergestellten Ölpumpen-Underdrive-Riemenscheibe den ersten Platz und stellte mit einer Spitzengeschwindigkeit von 196,6783 mph einen neuen Rekord all schnellstes viertüriges Fahrzeug auf.

Über Metal Technology (MTI)

Mit mehr als 40 Jahren Erfahrung in der Anwendung innovativer proprietärer Technologien ermöglicht Metal Technology (MTI) den Einsatz schwieriger Legierungen in einem breiteren Anwendungsspektrum mit immer größerer Effizienz, Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit. Diese Legierungen enthalten unter anderem Tantal, Niob, Zirkon, Titan, Wolfram, Nickel, Inconel, Molybdän und Vanadium. MTI setzt Spezialverfahren aus der generativen Fertigung sowie aus dem Tiefziehen, Spinnen, Schmieden, Spanen und Funkenerodieren und andere Herstellungsverfahren ein, um Spitzenprodukte nach Ihren genauesten Spezifikationen zu fertigen. MTI produziert Bauteile für Ionenquellenkomponenten, Targets, nahtlose Tiegel, projektilbildende Ladungen, Rohrleitungen und Behälter sowie kundenspezifische Bauteile in außergewöhnlichen Konfigurationen. Weitere Informationen erhalten Sie auf der Unternehmens-Website: www.mtialbany.com

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