Sandvik Additive Manufacturing hat das erste 3-D-gedruckte Diamantverbundmaterial entwickelt. Obwohl dieser Diamant nicht funkelt, ist er perfekt für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen. Mit dem neuen Verfahren kann dieses superharte Material nun in hochkomplexen Formen in 3-D gedruckt werden Seit 1953 ist es möglich, synthetischen Diamanten herzustellen, aber da er so hart und kompliziert zu bearbeiten ist, ist es fast unmöglich, komplexe Formen zu bilden. Bislang konnten bei der Herstellung von superharten Diamantmaterialien nur wenige einfache geometrische Konfigurationen gebildet werden. Durch den Einsatz von additiver Fertigung und einer maßgeschneiderten, proprietären Nachbearbeitungsmethode ist es Sandvik gelungen, Diamantverbundwerkstoffe in 3D zu bedrucken, die sich in nahezu jede Form bringen lassen.
Diamanten aus Verbundmaterial
Der Unterschied zwischen Sandviks Diamant und natürlichem oder synthetischem Diamant besteht darin, dass es sich bei Sandviks um ein Verbundmaterial handelt. Der größte Teil des Materials ist Diamant, aber um es bedruckbar und dicht zu machen, muss es in einem sehr harten Matrixmaterial zementiert werden, wobei die wichtigsten physikalischen Eigenschaften des reinen Diamanten erhalten bleiben.
Durch den Einsatz von Additive Manufacturing können Diamantkomponenten nun anwendungsfertig in sehr komplexen Formen erstellt werden.
Der 3-D-Druckprozess
„Der verwendete additive Herstellungsprozess ist sehr fortschrittlich“, erklärt Mikael Schuisky, Head of R&D and Operations bei Sandvik Additive Manufacturing. „Wir drucken in einer Aufschlämmung aus Diamantpulver und Polymer mit einem Verfahren namens Stereolithographie, bei dem komplexe Teile Schicht für Schicht mit ultraviolettem Licht hergestellt werden.“
Der Schritt nach dem 3-D-Druck ist jedoch noch anspruchsvoller. Hier hat Sandvik ein maßgeschneidertes, proprietäres Nachbearbeitungsverfahren entwickelt, das es ermöglicht, die genauen Eigenschaften des superharten Diamantverbunds zu erreichen. Dieser Schritt war extrem kompliziert. Nach umfangreichen F&E-Aufwendungen und mehreren Versuchen gelang es jedoch, die Kontrolle über den Prozess zu übernehmen und das erste bedruckte 3-D-Diamantverbundmaterial herzustellen.
Nachhaltige Produktion
Ein weiterer wichtiger Vorteil der additiven Fertigung ist, dass sie es Ingenieuren ermöglicht, Materialabfälle zu minimieren und die Technologie nachhaltiger zu gestalten. Das Diamantpulver im Sandvik-Prozess kann nach dem Druck aus dem Polymer in der Aufschlämmung extrahiert, dann recycelt und in einem anderen Druckauftrag wiederverwendet werden. Der Diamantverbund wurde getestet und weist eine extrem hohe Härte, eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, eine geringe Dichte, eine sehr gute thermische Ausdehnung und eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit auf.
