Eine innovative Titanbeschichtung auf Alu7075, die keine Heißrisse verursacht: eine Revolution in der additiven Fertigung
Die Aluminiumlegierung 7075 ist für ihre hohe mechanische Festigkeit bekannt, was sie zu einem beliebten Material für Hochleistungsanwendungen macht. Allerdings ihre Verwendung in additiven Fertigungsverfahren PBF_LB (laser-based powder bed fusion ) aufgrund ihrer Anfälligkeit für Heißrisse begrenzt.
Andere Hochleistungslegierungen der Serien 7000 und 6000 stoßen auf ähnliche Probleme.
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Ursprung des Problems
- Legierungen wie Al7075 haben ein breites Erstarrungsintervall, im Gegensatz zu typischen Legierungen für die additive Fertigung wie AlSi10Mg, die in einem engen Intervall erstarren.
- Dieser breite Erstarrungsbereich begünstigt die Bildung von länglichen Dendriten, die Flüssigkeit in der Mikrostruktur einschließen, was zu Rissen führt.
- Ein enges Erstarrungsintervall (z. B. AlSi10Mg) ermöglicht die Bildung kleiner Dendriten, die dieses Phänomen verhindern.
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Eine innovative Lösung: die Titanbeschichtung
Das Al7075-Pulver wird mit einer dünnen Metallschicht beschichtet — Titan, wobei Zirkonium derzeit geprüft wird —, die per Plasma auf der Oberfläche der Körner abgeschieden wird. Dieses Metall wirkt als heterogenes Keimbildungsmittel während der Erstarrung: Es verfeinert die Korngröße und verändert die Oberflächenchemie, wodurch die Heißrissbildung unterdrückt wird, die eine Legierung wie 7075 im Ausgangszustand unbedruckbar macht.
Diese neue Legierung mit der Bezeichnung M7075 bietet bei der additiven Fertigung mit LPBF außergewöhnliche Leistungen, insbesondere im Hinblick auf die Mikrostruktur.
💡 Dieses Verfahren ist unter WO2025002659A1 von Sirris und Materia Nova patentiert , was dem Kunden eine klare Prioritätsgarantie und eine eindeutige Lizenzgrundlage bietet.
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Ergebnisse mit dem Pulver M7075
✅ Optimierte Mikrostruktur
✅ Keine Risse, auch ohne Heizplatte
✅ Hohe Herstellungsdichte (>99,5 %, keine Porosität)
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Vorteile von M7075 im Vergleich zu bestehenden Lösungen
Vorteile durch die Legierung
- Zusammensetzung nahe am Standard 7075, was seine Annahme erleichtert — und auf die bestehenden Güten des Kunden anwendbar ist, wodurch eine Neuqualifizierung einer neuen Legierung entfällt
- Ohne edle oder exotische Elemente (Ag, Sc, Y...)
- Beruht nicht auf (Nano-)Partikeln, was eine gleichmäßige Verteilung gewährleistet.
- Sicher und ungiftig
- Ohne Scandium, ohne Edelmetall und ohne Pulvermischung — drei Kosten- bzw. Materialabhängigkeitsfaktoren, die konkurrierende Lösungen nicht vermeiden
Vorteile des Verfahrens
✔ Guter Kompromiss zwischen Festigkeit und Duktilität (robustes und anpassungsfähiges Material).
✔ Kompatibel mit bekannten Wärmebehandlungen
✔Möglichkeit zur Aufwertung von vorhandenem 7075-Aluminium, einschließlich Material aus Recyclingströmen
✔ Keine Keramiken, was die Nachbehandlung und Bearbeitung erleichtert.
✔ Kompatibel mit Eloxieren (*)
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Vom Proof of Concept zur Industrialisierung
Die Behandlung wird zunächst in kleinen Mengen entwickelt (Abbeads-Technologie) und kann anschließend in Zusammenarbeit mit Ionics auf unserer Plameco-Anlage auf größere Mengen skaliert werden. So steht der Kunde nach dem Proof of Concept nie vor einer Sackgasse.
Dieser Durchbruch eröffnet neue Perspektiven für die Verwendung von Hochleistungsaluminium in der additiven Fertigung und macht den 7075 endlich 3D-druckbar, ohne Kompromisse bei der mechanischen Qualität eingehen zu müssen.
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