Expertinterview: Armin Wiedenegger van voestalpine High Performance Metals over metalen 3D-print innovatie

Metalen 3D-printing transformeert steeds meer hoogwaardige, lage-volume productie in diverse sectoren. De voortdurende evolutie hangt af van de ontwikkeling van nieuwe, hoogpresterende materialen.

Voestalpine, een van Europas grootste staaltechnologie-leiders, is een sleutelspeler geworden in het vorenbrengen van deze materialen. Na het vestigen van expertise in additieve productie (AM) bij de High Performance Metals divisie, opende het bedrijf in 2016 zijn eerste Additive Manufacturing Centre in Düsseldorf en breidde daarna uit naar locaties in Taiwan, Noord-Amerika en Singapore.

In dit expertinterview spreekt AMFG met Armin Wiedenegger, Strategy & Business Development voor Additive Manufacturing bij voestalpine High Performance Metals GmbH, om de metalen AM-poeders, high-tech toepassingen en succesverhalen van het bedrijf te verkennen.

Over voestalpine

Voestalpine is een wereldwijde technologie- en kapitaalgoedengroep die diepe materialenkennis combineert met geavanceerde verwerkingsdeskundigheid. Het werkt samen met de automobiel, consumptiegoederen, luchtvaart en olie & gas sectoren wereldwijd, en levert staalgebaseerde producten en systeemoplossingen.

De Additive Manufacturing activiteiten vallen onder de High Performance Metals Divisie, een wereldleider in werktuigstaal, snijstaal, klepstaal en speciale legeringen, alsook in poedermaterialen, nikkel-gebaseerde legeringen en titaniumcomponenten gefabriceerd door AM-technologieën.

Materiaalontwikkeling: Uitdagingen en Tijdlijnen

Het ontwikkelen van poeders voor metalen AM is een nauwkeurig proces. Het creëren van een volledig nieuw legering kan 1-3 jaar duren, terwijl het optimaliseren van bestaande legeringen doorgaans tot een jaar aan onderzoek, testen en validatie vereist.

Hoogwaardige metalen poeders – gekenmerkt door dicht gepakte, sferische deeltjes van uniforme grootte – zijn cruciaal voor consistente onderdelen. Bij voestalpine worden deze poeders geproduceerd via een precies gasatomisatieproces dat een bestaand legering in enkele weken omzet in een hoogpresterend poeder.

Wereldwijde 3D-printcentra en Technologieën

De High Performance Metals Divisie exploiteert verschillende AM-centra wereldwijd, die twee primaire technologieën gebruiken:

• Powder Bed Fusion (PBF) – Ideaal voor complexe ontwerpen; biedt hoge resolutie maar is langzamer en duurder.
• Direct Metal Deposition (DMD) – Gebruikt poeder en draad als voedingsmateriaal; kosten-effectiever maar biedt beperkte ontvrijheid.

Doelmarkten

Het bedrijf richt zich op de werktuigbouw en olie & gas markten, waar de voordelen van metalen 3D-printing het meest uitgesproken zijn.

Succesverhalen

Een uitblinkende prestatie is de LightHinge+ – een lichtgewicht motorhokscharnier ontwikkeld voor automobielgebruik in samenwerking met Edag en Simufact. Traditionele productie van dit onderdeel is duur, met hoge gereedschaps kosten en een typisch gewicht van 1,5 kg per scharnier. Voor een voertuig dat ongeveer 40 scharnieren vereist, voegt dit aanzienlijk gewicht toe.

Door topologie-optimalisatie en geavanceerde simulatie produceerde het team het scharnier volledig via PBF, waarbij het ondersteuningsmateriaal werd gereduceerd van meer dan 50% tot onder de 18% van het onderdeelgewicht. Deze optimalisatie verkorte ook de post-verwerkingstijd. Het eindresultaat realiseerde een gewichtsreductie van 50% ten opzichte van conventionele bladmetaalfabricage.

Brancheverwachtingen

AM gaat over van single-piece prototypes naar seriële productie, wat groeiend vertrouwen in de technologie als levensvatbare productieoplossing signaleert.

Resterende Uitdagingen

Om de adoptie te versnellen, moet de industrie aanpakken:

• Verbetering van productiesnelheden.
• Vermindering van apparatuurkosten om de markttoegang te verbreden.
• Consolideren van de AM-waardeketen – inclusief ontwerp, productie en post-verwerkingssoftware – om operaties te stroomlijnen.

Meer over voestalpine's High Performance Metals Divisie: voestalpine High Performance Metals