Oak Ridge und A.J. Tuck galvanisieren leckagefreie HIP-Kannen auf 3D-gedruckten Formteilen
de.wedoany.com-Bericht: Das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) hat in Zusammenarbeit mit der Firma A.J. Tuck ein Fertigungsverfahren entwickelt, das 3D-Druck mit Galvanik verbindet, um komplexe, leckagefreie Behälter für das heißisostatische Pressen (HIP) herzustellen. HIP-Behälter sind dicht verschlossene Behälter, in denen Metallpulver unter hohen Temperaturen und Drücken zu Hochleistungsbauteilen verdichtet wird; zu den Anwendungsbereichen zählen fortschrittliche Kernenergiesysteme.
Die Forschung richtet sich gegen das Problem, dass die US-amerikanische Schmiede- und Gießerei-Lieferkette weiterhin stark im Ausland konzentriert ist. Die ORNL-Forschungswissenschaftlerin Vanshika Singh erklärte, das Projekt zeige, dass das Galvanikverfahren leckagefreie HIP-Behälter für fortschrittliche Kernenergieanwendungen herstellen könne, was die Möglichkeit eröffne, solche Bauteile im Inland zu fertigen und den Lieferkettendruck zu verringern.
Der Prozess beginnt mit einem 3D-gedruckten Polymer-Formteil, das die Bauteilgeometrie vorgibt. Das Formteil wird anschließend in ein Elektrolytbad gegeben, wo durch Galvanik ein Strom angelegt wird und sich auf der gedruckten Geometrie eine dichte Metallhülle mit einer Dicke von etwa 2 bis 3 Millimetern abscheidet. Nachdem das Polymer durch Säurelösung entfernt wurde, bleibt eine hohle Metallstruktur zurück, die mit Metallpulver gefüllt, versiegelt und in eine HIP-Anlage gegeben wird. Die ORNL-Mechanikingenieurin Amiee Jackson ist der Ansicht, dass die Galvanik die schnelle Herstellung feiner, hochpräziser Formen ermöglicht und gleichzeitig viele Einschränkungen traditioneller Fertigungsmethoden umgeht.
In der ersten Phase wurden fünf leckagefreie zylindrische Behälter mit einer Höhe von 15,2 cm und einem Durchmesser von 10,2 cm hergestellt, die über ein integriertes Anschlussdesign verfügen und separate Schweißvorgänge überflüssig machen. In der zweiten Phase wird das Verfahren auf komplexere Geometrien ausgeweitet, darunter Laufräder und Ventile für Kernsysteme.
Dara Williams, Präsidentin von A.J. Tuck, erklärte, dass die nachgewiesene Herstellung leckagefreier HIP-Behälter mit dieser Präzision der heimischen Kernenergiefertigung in den USA wirklich Türen öffne. Das Projektteam hat außerdem eine Erfindungsoffenlegung sowie eine vorläufige Patentanmeldung für die Technologie eingereicht.
