MoldJet®-Technologie

Bei der patentierten und zum Patent angemeldeten MoldJet®-Technologie von Tritone® handelt es sich um eine pulverfreie innovative 3D-Drucktechnologie, welche für die industrielle Fertigung hoher Stückzahlen von hochdichten Metallteilen mit komplexen Geometrien entwickelt wurde. 

Der MoldJet®-Prozess

Die beiden wesentlichen Prozessschritte beim MoldJet®-Verfahren sind die Herstellung einer Form als Negativ der gewünschten Teilegeometrie und das Füllen dieser mit einer Metallpaste. Diese beiden Verfahrensschritte wechseln sich ab.

Zu Beginn wird die erste Schicht der Bauteilform aus einem wachsartigen Polymer im InkJet-Druckverfahren hergestellt. Dabei wird das Polymer in einem Reservoir erhitzt und von den Druckköpfen tröpfchenweise auf das Substrat aufgetragen. Diese Tröpfchen überlappen und bilden eine gleichmässig geformte Schicht. Im nächsten Schritt wird die Formschicht mit einer Walze geglättet, so dass eine gleichmässige Schichthöhe über die gesamte Druckfläche gewährleistet werden kann.

Anschliessend wird die Form mit einer Metallpaste gefüllt, die aus einem Metallpulver der gewünschten Legierung und einem organischen Bindersystem besteht. Die Metallpaste wird aus einer Kartusche gleichmässig in eine Breitschlitzdüse eingebracht, um eine homogene Übertragung in die Form zu ermöglichen. Die Breitschlitzdüse bewegt sich dann gleichmässig über das Substrat und füllt kontinuierlich die Kavitäten der Form mit Paste. Da der Materialauftrag über die gesamte Substratbreite erfolgt, ist eine Rakel in den Prozessschritt der Formfüllung integriert. Dadurch wird das Material zusätzlich in die Kavitäten gedrückt, um die Kapillarkräfte zu überwinden und materialfreie Bereiche zu vermeiden. Gleichzeitig sorgt es dafür, dass überschüssiges Material entfernt und hinter dem Formbereich gesammelt werden kann.

Nach dem Füllen der Form jeder Schicht erfolgt ein Trocknungs- und Härtungsschritt. Diese drei Prozessschritte – Formendruck, Formenfüllung und Trocknung – werden Schicht für Schicht wiederholt, bis die gewünschten Teile hergestellt sind. Das Layout jeder einzelnen Formschicht kann flexibel und unabhängig angepasst werden. Dies ermöglicht die Herstellung von Innenstrukturen und Kanälen sowie Teilen mit freistehenden Überhängen von bis zu 90°. 

Besonders erwähnenswert für das MoldJet®-Verfahren ist die Möglichkeit des Prozessschrittes "De-tect and Control (DAC)". Dabei wird jede gedruckte Schicht von einer hochauflösenden Kamera gescannt und die Bilddaten jeder Schicht gespeichert werden. Zusätzlich kann der Maschinenbediener nach jeder Druckschicht einen mechanischen Nachbearbeitungsschritt festlegen. Bei Druckfehlern kann die letzte gedruckte Schicht entfernt und erneut gedruckt werden.

Zum Schluss müssen die gefertigten Grünlinge noch entformt werden. Dies geschieht ausserhalb der Maschine und ohne manuelle Handarbeit. Der wachsartige Formstoff wird einfach ausgeschmolzen und die entformten Grünlinge bleiben zurück. Diese hochfesten Grünteile werden anschliessend ebenfalls ausserhalb der Maschine in einem Sinterofen thermisch entbindert und zu dichten Metallbauteilen gesintert.