Die Draht-Lichtbogen-Additive Fertigung (WAAM) findet zunehmend Anwendung in industriellen, tragenden Konstruktionen. Um das Material- und Zertifizierungsportfolioshat MX3D erfolgreich Super-Duplex-Edelstahl (ER2594) für WAAM validiert, der für anspruchsvolle Umgebungen wie Offshore, Schifffahrt, Energie und chemische Verarbeitung vorgesehen ist. Der für die Tests verwendete Draht wurde von unserem Partner NovaMetal geliefert.
Um die Produktionsreife zu bestätigen, führte MX3D zusammen mit dem Belgischen Schweißinstitut (BWI) ein umfangreiches Qualifizierungsprogramm durch , das Biegeprüfungen, Zugprüfungen, Schlagprüfungen und Röntgenprüfungen an 5 mm und 50 mm WAAM-gedruckten Abschnitten umfasste.
Biegeprüfung: Duktilität über dünne und dicke Abschnitte hinweg
Die Biegeprüfungen wurden gemäß ASME BPVC Abschnitt IX durchgeführt.
- Sowohl die 5-mm- als auch die 50-mm-Proben wurden unter Anwendung der in der Norm festgelegten erforderlichen Dehnungswerte um 180° gebogen.
- Bei der Sichtprüfung konnten an keiner der Proben Risse oder Oberflächenfehler festgestellt werden.
Diese Ergebnisse bestätigen eine gleichbleibende Duktilität und eine gute Zwischenlagenhaftung, selbst bei dicken WAAM-gedruckten Super-Duplex-Bauteilen.
Zugprüfung: Festigkeit und Dehnung bestätigt
Die Zugprüfung erfolgte nach ISO 6892-1 (Methode A), wobei die Proben senkrecht zur WAAM-Aufbaurichtung entnommen wurden.
- Die 5 mm großen Proben zeigten Streckgrenzen um 550 MPa , Zugfestigkeiten um 760 MPa und Dehnungswerte von über 30% .
- Die 50 mm Proben wiesen noch höhere Festigkeitswerte auf, mit Streckgrenzen um 580 MPa , Zugfestigkeiten bis zu 850 MPa und Dehnungswerten um 35% .
Alle Ergebnisse wurden als akzeptabel eingestuft und zeigten eine stabile mechanische Leistung über alle Querschnittsdicken hinweg.
Makroskopische Untersuchung
Die mikroskopische Untersuchung bestätigte eine gleichmäßige Duplex-Mikrostruktur ohne abnormale Phasen oder Zwischenschichtdefekte, was auf eine stabile WAAM-Verarbeitung hinweist und die gemessene mechanische Leistung bestätigt.
- 5 mm
- 50 mm
Schlagprüfung: Zähigkeit weit über die Anforderungen hinaus
Charpy-V-Kerbschlagversuche wurden an 50 mm WAAM Superduplex-Proben bei –40 °C gemäß ASTM SA-370 und ASME BPVC Section IX durchgeführt.
- Die erforderliche Mindestaufprallenergie betrug 27 J. Die Messwerte lagen zwischen etwa 94 J und 158 J , mit einem Mittelwert deutlich über 100 J.
- Ein repräsentativer Wert von 119 J verdeutlicht, dass das WAAM-Material die Anforderungen um ein Vielfaches übertrifft.
Diese Ergebnisse bestätigen die hervorragende Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen für WAAM-gedrucktes Super-Duplex-Material.
Röntgenprüfung: Interne Qualität geprüft
Sowohl dünne als auch dicke WAAM-Abschnitte wurden einer radiografischen (Röntgen-)Prüfung unterzogen. Die Prüfungen bestätigten eine hohe innere Materialqualität, vergleichbar mit der von gegossenen oder geschmiedeten Super-Duplex-Bauteilen, wobei keine kritischen Fehler festgestellt wurden.
Was dies für die industrielle WAAM-Technologie bedeutet
Die erfolgreiche Qualifizierung von Super-Duplex-Edelstahl zeigt, dass WAAM hochfeste, korrosionsbeständige und robuste Komponenten im industriellen Maßstab liefern kann.
Dank seiner bewährten Leistungsfähigkeit bei mechanischen Prüfungen und Inspektionen eignet sich der im WAAM-Verfahren gedruckte Super-Duplex-Stahl hervorragend für den Einsatz in der Offshore- und Schifffahrtsindustrie sowie Energie und chemische Verarbeitungsanwendungen und bietet eine robuste Alternative zu herkömmlichen Fertigungsmethoden, auch dank der rund um die Uhr verfügbaren Print-on-Demand-Service und den M1- und MX-Systeme .
Durch die Kombination von hochwertigen Druckteilen mit intuitiver Technologie revolutioniert MX3D den großformatigen 3D-Metalldruck. Unsere proprietäre MetalXL WAAM-Software ermöglicht es jedem, die Drahtlichtbogen-Auftragsfertigung (DAM) mit maximaler Effizienz und Leichtigkeit einzusetzen.
