DMLS im Vergleich zu Schmieden für Hochleistungsstahlbauteile

Hochleistungsstahlbauteile markt steht zunehmend vor einer herstellung weggabelung. Während herkömmliches Schmieden bewährte Zuverlässigkeit bietet, wächst die Akzeptanz von DMLS jährlich um 19 % aufgrund der Gestaltungsfreiheit.

Methodik

1. Prüfproben

• Konstruktion: Standardisierte Prüflinge und tatsächliche Serienteile:

Federbeinlager (780g)

Turbine Linkage (620g)

• Material: AISI 4340 Stahl, wärmebehandelt auf 42–44 HRC

2. Produktionssysteme

• DMLS: EOS M 300-4 (400W-Laser, 30μm Schichtstärke)

• Schmieden: 1500-Tonnen-Hydraulikpresse mit Induktionsbeheizung

3. Bewertungskriterien

• Zugs/Ermüdungsprüfung (nach ASTM E8/E466)

• Mikrostrukturanalyse (REM/EDS)

• Kostenanalyse der Produktion (Maschinenlaufzeit, Material, Nachbearbeitung)

Diskussion

1. Wann sich DMLS lohnt

• Prototypenerstellung: 5 Tage Vorlaufzeit im Vergleich zu 8 Wochen für geschmiedete Prototypen

• Komplexe Geometrien: Innere Kanäle oder topologieoptimierte Designs

• Kleinserienfertigung: <200 Einheiten für mittelgroße Bauteile

2. Vorteile des Schmiedens

• Großvolumig: >300 Einheiten jährlich

• Sicherheitsrelevante Teile: Lenk-/Aufhängungskomponenten

• Materialeffizienz: 95 % Ausnutzung gegenüber DMLS' 60–70 %

Fazit

Für Komponenten aus hochfestem Stahl:

• DMLS: Optimal für komplexe, kleine Stückzahlen, die schnelle Iterationen erfordern

• Schmieden: Bleibt die beste Lösung für Großserienfertigung und maximale Festigkeit

Erschließende Hybrid-Verfahren (DMLS nahezu netznahe Form + geschmiedete Oberfläche) erfordern weitere Untersuchungen.