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Additive Fertigung Neuartige Fertigungsanlage druckt reines Kupfer

| Redakteur: Sven Prawitz

Forschern des Fraunhofer-Instituts IWS ist es gelungen, Bauteile aus reinem Kupfer additiv herzustellen. Möglich wird das durch eine neuartige Laserquelle.

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Die neue Anlage des Fraunhofer IWS in Dresden könne komplexere Geometrien aus Kupfer herstellen, als Anlagen mit Infrarotstrahlen.
Die neue Anlage des Fraunhofer IWS in Dresden könne komplexere Geometrien aus Kupfer herstellen, als Anlagen mit Infrarotstrahlen.
(Bild: Fraunhofer IWS)

Bisher war es nicht möglich, mit Infrarotlasern reines Kupfer additiv zu drucken – Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden setzen dafür eine neue additive Fertigungsanlage ein, die mittels eines grünen Lasers Kupfer schmelzen und additiv aufbringen kann. Das ist vor allem für die Raumfahrt- und Automobilindustrie interessant, da komplexe Kupferbauteile die Effizienz von Elektromotoren und Wärmetauschern steigern können.

Wie funktioniert die additive Fertigungsanlage?

Mit infraroten Laserstrahlquellen bis 500 W lasse sich Kupfer nicht vollständig schmelzen, heißt es in einer Mitteilung des Instituts. Laut IWS erreichen lediglich 30 Prozent der eingesetzten Energie das Kupfer, der große Rest werde von dem Metall reflektiert. Deshalb verwenden die Forscher am IWS einen grünen Scheibenlaser mit maximal 500 W: Hier absorbiere das Kupferpulver mehr als 70 Prozent der eingesetzten Energie und schmilzt damit vollständig.

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Die erhöhte Flexibilität eröffne neue Möglichkeiten für komplexe Geometrien, die zum Beispiel die Kühlleistung von Kupferteilen erhöhen. Die Kühlkanäle werden beispielsweise so konstruiert, dass Gase oder Flüssigkeiten möglichst druckverlustarm fließen können und komplexe Rippengeometrien die wärmeaufnehmende Oberfläche vergrößern. Das ermögliche laut IWS effizientere Elektromotoren und neue Kühlkörper in der Leistungselektronik. Auch Anwendungen in der Spulen- und Induktorenfertigung seien denkbar.

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