Amorphe Metalle in Großserie

Die neue amorphe Materialreihe „Amloy“ von Heraeus schafft im Spritzgießverfahren Produkte mit Eigenschaften, die sich bislang gegenseitig ausschlossen. Bis zu 70 Prozent reduzierte Zykluszeiten und unerreichte Produktqualitäten eröffnen zahlreiche neue Anwendungsfelder, etwa in Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Industrie, Lifestyle und Elektronik.

Bei Amloy von Heraeus handelt es sich um eine neue, auch für den Spritzguss optimierte Reihe von Legierungen amorpher Metalle. Zirkonium-basierte Amloy Legierungen und Materialien auf Kupferbasis verlassen nun die Pilotphase und sind bereit für die Großserienproduktion. Beispielhaft zeigen Heraeus und Engel live auf der Hannover Messe das Potenzial von Amloy für mechanisch stark beanspruchte Komponenten, die eine hohe Zuverlässigkeit, Verschleißarmut, Kratzfestigkeit und Reproduzierbarkeit erfordern. Mehrmals täglich produzieren sie auf der Industriemesse vom 1. bis 5. April 2019 Bits aus Amloy für Schraubendreher (Halle 3 / Stand E32)

Lauter gute Eigenschaften

Die ungeordnete – amorphe – Atomstruktur gibt den amorphen Metallen ihren Namen. Komponenten aus Amloy sind hochelastisch und hart zugleich, von geringer Wandstärke und dabei widerstandsfähig, leicht und gleichzeitig robust. Amloy ist äußerst korrosionsbeständig und biokompatibel gemäß ISO 10993-5. Mit dieser Kombination von Eigenschaften ist Amloy Stahl, Titan und vielen anderen Werkstoffen überlegen und eröffnet ein breites Einsatzspektrum. Einsatzfelder sind beispielsweise bruchsichere Leichtbaurahmen von portablen Elektronikgeräten, langlebige Instrumente für die minimalinvasive Chirurgie, stabile Federungen und verschleißfeste Antriebsteile für die Luft- und Raumfahrt, hochwertige Dekorelemente für das Automobil sowie abriebfeste Uhrwerkbauteile. Derzeit arbeitet Heraeus an weiteren Amloy Legierungen auf Basis von Titan, Eisen und Platin.

Fertig in einem Arbeitsschritt

Mit der neu entwickelten hydraulischen Spritzgießmaschine „Engel victory AMM“ entstehen Komponenten aus Amloy in einem vollautomatisierten Fertigungsprozess. Die Einspritzgeschwindigkeit beträgt serienmäßig 1.000 mm/s und macht geringe Wanddicken möglich. Die Zykluszeit ist um bis zu 70 Prozent gegenüber bisherigen Lösungen zum Spritzgießen von amorphen Metallen reduziert; die benötigte Heizleistung reduziert sich um 40 bis 60 Prozent. In nur einem Arbeitsschritt entstehen aus den Amloy Rohlingen in 60 bis 120 Sekunden ein oder mehrere Bauteile, abhängig von ihrer Größe und Geometrie. Mit einer Oberflächenfeinheit von 0,05 µm Ra sind bei den meisten Anwendungen Nachbearbeitung oder Veredelung überflüssig.

Vorteile gegenüber MIM und CNC

Das Spritzgießen amorpher Metalle ist dem MIM-Verfahren (Metal Injection Molding) sowie der CNC-Bearbeitung überlegen: Die Verarbeitung von Metall-Kunststoff-Pulver im MIM-Verfahren erfordert weitere Arbeitsschritte wie Entbindern und Sintern. Der höhere Materialschrumpf beeinträchtigt die Reproduzierbarkeit. Die CNC-Bearbeitung ist zeitintensiver und verursacht viel Abfall.

Kooperation

2015 präsentierte Engel eine erste Spritzgießlösung für die Verarbeitung von amorphen Metallen. Heraeus forscht und entwickelt seit rund drei Jahren an amorphen Metallen. Durch die Kooperation schließt Heraeus eine Fertigungslücke und ist der weltweit einzige Anbieter, der amorphe Metalle umfassend verarbeiten kann: schmelzen und verformen, 3D-drucken, spritzgießen. Alle Amloy Materialien und die Engel victory AMM Spritzgießmaschinen werden lizenzfrei angeboten.

Mehr Info:
AMLOY – Amorphous Alloy Technologies
ENGEL AMM – ready for the amorphous metal moulding revolution
Eine völlig neue Werkstoffklasse