Damit die Metall-Additive-Manufacturing (AM) in den Vereinigten Staaten wachsen kann, benötigen Unternehmen mehr als nur Drucker. Sie benötigen auch eine zuverlässige Versorgung mit den Pulvern, die in diese Maschinen eingehen. Amaero arbeitet an diesem Teil der Lieferkette.
Aus seiner Fertigungsstätte in McDonald, Tennessee, produziert das Unternehmen Titan- und hochtemperaturbeständige Legierungspulver für AM und andere fortschrittliche Fertigungsverfahren. Diese Materialien werden in anspruchsvollen Branchen wie Verteidigung, Luft- und Raumfahrt eingesetzt, wo Bauteile extremen Hitze- und Druckbedingungen standhalten müssen.
Amaero hat die heimische Produktion zu einem zentralen Bestandteil seiner Strategie gemacht. Das Ziel ist, US-Herstellern eine weitere Quelle für Materialien zu bieten, die historisch schwer in großem Maßstab herzustellen waren. Das ist besonders wichtig für Verteidigungsprogramme, da die USA bestrebt sind, heimische Lieferungen kritischer Materialien zu sichern.
Mehr Pulverproduktion in die USA bringen
Im Zentrum von Amaeros Betrieb stehen seine Electrode Induction Gas Atomization-Systeme (EIGA). Das Verfahren verwandelt Metall in hochkugelförmiges Pulver, das in Metall-3D-Druck und anderen pulverbasierten Fertigungstechnologien verwendet werden kann. Amaero produziert Titan sowie hochtemperaturbeständige Materialien wie C103, eine Niob-Legierung für Hochtemperaturanwendungen.
Diese Materialien sind wichtig für neuere Verteidigungs- und Luftfahrtssysteme. Triebwerke, Antriebssysteme und andere Hochleistungskomponenten werden dazu gedrängt, bei höheren Temperaturen zu arbeiten, was die Nachfrage nach Materialien erzeugt, die diesen Bedingungen standhalten.
Amaero erweitert seine Pulverproduktionskapazität in Tennessee. Das Unternehmen betreibt nun drei EIGA-Atomisatoren, darunter zwei, die ausschließlich Titan widmen, und einen für hochtemperaturbeständige Legierungen. Zusammen ergeben sie eine Jahreskapazität von etwa 480 metrischen Tonnen Titanlegierungspulver und 200 metrischen Tonnen hochtemperaturbeständigem Legierungspulver.
Amaeros Hochleistungs-Aluminiumlegierung befindet sich in der Endphase der Patenterteilung. Bildcourtesy von Amaero.
Zusammenarbeit mit America Makes
Amaero ist zudem an Arbeiten beteiligt, die von America Makes unterstützt werden. Durch den Partner ADDMAN hat Amaero das MATCHAS-Programm unterstützt, das darauf abzielt, Hochtemperaturmaterialien leichter verfügbar zu machen und die Kosten für die Herstellung von Bauteilen daraus zu senken.
Im Rahmen dieser Arbeit hat Amaero das C103-Pulver schnell qualifiziert. C103 ist für AM besonders interessant wegen seiner Fähigkeit, sehr hohe Temperaturen zu bewältigen. Das macht es nützlich für Anwendungen wie Raketen- und Verteidigungsantriebssysteme. Gleichzeitig kann die Herstellung des Materials als konsistentes, hochwertiges Pulver schwierig sein.
Amaero arbeitet außerdem mit ASTM an Forschung zu Ti-6Al-4V, einer der am häufigsten verwendeten Titanlegierungen in AM. Die Arbeit untersucht Wege, die Pulverproduktion mittels EIGA-Technologie zu verbessern, einschließlich Pulverausbeute und Recycling. Ziel ist, mehr nutzbares Pulver zu erzeugen, Abfall zu reduzieren und die Kosten zu senken.
Jenseits des 3D-Drucks
Doch Amaeros US-Produktionsstrategie geht über AM hinaus. Das Unternehmen stellt außerdem Komponenten mittels Pulvermetallurgie-Heißisostatischer Pressung (PM-HIP) her, besser bekannt als PM-HIP. Bei PM-HIP wird Metallpulver in einen geformten Behälter gefüllt und hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Das Pulver bildet ein dichtes Metallbauteil mit Eigenschaften, die einem geschmiedeten Teil ähneln.
Für Verteidigungshersteller bietet das Verfahren eine weitere Möglichkeit, Bauteile herzustellen, die traditionell gegossen oder geschmiedet würden. Das kann nützlich sein, wenn konventionelle Lieferketten lange Vorlaufzeiten haben oder nur eine geringe Stückzahl von Ersatzteilen benötigt wird. Amaero nutzt PM-HIP zur Unterstützung von Bereichen einschließlich der US-U-Boot- und maritimen Industrie.
Amaero produziert frei fließendes, kugelförmiges C103-Niob (oben gezeigt), Zirkonium, Molybdän und andere hochtemperaturbeständige Legierungen heimisch mit EIGA-Premiumtechnologie. Bildcourtesy von Amaero.
Woher diese Materialien stammen, ist ebenfalls wichtig. Die USA investieren stark in AM für Verteidigung, Luft- und Raumfahrt und andere kritische Industrien. Doch die Ausweitung der AM-Nutzung bedeutet auch, dass Hersteller ausreichend qualifiziertes Material erhalten müssen.
Amaero versucht, diese Lücke zu schließen, indem es Titan- und hochtemperaturbeständige Legierungspulver heimisch und in größeren Mengen produziert. Für America Makes und den breiteren US-Fertigungssektor ist diese heimische Kapazität ein weiteres Stück des Vorhabens, eine robustere AM-Lieferkette aufzubauen. Schließlich wird eine heimische Versorgung mit diesen Materialien wichtig sein, wenn die USA ihre Nutzung von additiver Fertigung ausbauen.
