{"id":3190,"date":"2026-04-01T05:19:36","date_gmt":"2026-04-01T05:19:36","guid":{"rendered":"https:\/\/am-printing.com\/?p=3190"},"modified":"2026-04-01T05:19:39","modified_gmt":"2026-04-01T05:19:39","slug":"additive-manufacturing-with-invar-36-alloy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/am-printing.com\/de\/additive-manufacturing-with-invar-36-alloy\/","title":{"rendered":"Additive Fertigung mit der Legierung Invar 36"},"content":{"rendered":"

Additive Fertigung mit der Legierung Invar 36<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Einf\u00fchrung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Legierung Invar 36 (4J36) (FeNi36) wird als Legierung mit geringer Ausdehnung und als Pr\u00e4zisionslegierung eingestuft. Aufgrund ihres extrem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CET) bei Temperatur\u00e4nderungen ist diese Legierung ein unverzichtbarer Werkstoff f\u00fcr Pr\u00e4zisionsger\u00e4te.<\/p>\n\n\n\n

Vergleich der W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten von Invar-Legierungen und anderen Legierungen (Durchschnittswert von 20 \u00b0C bis 200 \u00b0C)<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Herk\u00f6mmliche Herstellung der Legierung FeNi36 (Invar 36)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Zu den traditionellen Fertigungsverfahren f\u00fcr die Legierung Invar 36 z\u00e4hlen vor allem Gie\u00dfen, Schmieden, Pulvermetallurgie, Schwei\u00dfen und Walzen.<\/p>\n\n\n\n

Was die Komponentenfertigung betrifft, st\u00f6\u00dft das herk\u00f6mmliche Fertigungsverfahren auf technische Schwierigkeiten.<\/p>\n\n\n\n

\u2013 Hohe Neigung zur Kaltverfestigung: W\u00e4hrend des Zerspanungsprozesses f\u00fchren die vom Schneidwerkzeug auf die Invar-Legierung ausge\u00fcbte Druckkraft und Reibung zu einer starken plastischen Verformung des Oberfl\u00e4chenmetalls, was einen raschen Anstieg der H\u00e4rte zur Folge hat. Dies verst\u00e4rkt den Werkzeugverschlei\u00df erheblich, verringert die Bearbeitungseffizienz und kann zu einer Verschlechterung der Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t des Werkst\u00fccks f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

\u2013 Empfindlichkeit gegen\u00fcber thermischen Spannungen: Diese Legierung weist eine extrem geringe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit auf. Die beim Zerspanen entstehende W\u00e4rme kann nur schwer abgeleitet und schnell verteilt werden, sodass lokal auftretende hohe Temperaturen zu erheblichen thermischen Spannungen f\u00fchren k\u00f6nnen. Diese thermischen Spannungen f\u00fchren mit hoher Wahrscheinlichkeit zu unkontrollierbaren Verformungen von Pr\u00e4zisionsteilen, wodurch es schwierig wird, die Ma\u00dfgenauigkeit im Mikrometerbereich aufrechtzuerhalten.<\/p>\n\n\n\n

\u2013 Hohe Schnittkr\u00e4fte und schneller Werkzeugverschlei\u00df: Aufgrund der hohen Plastizit\u00e4t und Z\u00e4higkeit der Invar-36-Legierung brechen die Sp\u00e4ne nicht leicht und neigen dazu, an der Spanfl\u00e4che des Werkzeugs zu haften, wodurch sich Sp\u00e4neklumpen bilden. Dies erh\u00f6ht nicht nur die Schnittkraft, sondern verst\u00e4rkt auch den Adh\u00e4sions- und Diffusionsverschlei\u00df des Werkzeugs, was den Einsatz von hochleistungsf\u00e4higen, hartmetallbeschichteten Werkzeugen erforderlich macht.<\/p>\n\n\n\n

Chemische Zusammensetzung von Invar 36-Pulver (wt%)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

TRUER-Chargennummer: 20251124-G<\/p>\n\n\n\n

Wenn die Temperatur steigt, wird die durch die atomare Schwingung der Invar-Legierung verursachte Ausdehnung durch deren magnetische Eigenschaft ausgeglichen. Dieser Effekt ist optimal, wenn der Ni-Gehalt 36% betr\u00e4gt. Eine weitere wichtige Funktion von Ni in der Invar-Legierung besteht darin, als Austenit-Stabilisator zu wirken, wodurch die Invar-Legierung im Betriebstemperaturbereich in der Austenitphase gehalten wird und Ma\u00df\u00e4nderungen aufgrund von Phasenumwandlungen vermieden werden.<\/p>\n\n\n\n

In einigen Studien, die auf die Verbesserung der Zugfestigkeitseigenschaften von Invar-Legierungen abzielten, wurden Spurenelemente wie Mo, Ti, V, Cr und Nb beigemischt, beispielsweise bei TRUER FeNi42Mo. Zwar wurden die Legierungen dadurch festiger und der Betriebstemperaturbereich erweitert, doch f\u00fchrte dies zu einem Anstieg des W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten.<\/p>\n\n\n\n

Rasterelektronenmikroskopaufnahme von Invar-36-Pulver<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Die Erzielung feinerer K\u00f6rner wirkt sich positiv auf die Leistungssteigerung der Invar-Legierung aus. Was jedoch die \u00c4nderung der Zusammensetzung betrifft, l\u00e4sst sich der Kompromiss zwischen Gewinnen und Verlusten kaum vermeiden.<\/p>\n\n\n\n

Physikalische Eigenschaften von Invar-36-Pulver<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Additive Fertigung mit Invar-36-Pulver<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Zu den wichtigsten Verfahren der additiven Fertigung mit Invar-36-Pulver z\u00e4hlen das selektive Lasersintern (SLS), die Laser-Pulverbettfusion (LPBF), die gerichtete Energieablage (DED), die additive Fertigung mittels Kaltverspritzung (CSAM) und das Adhesive Jetting (BJT) usw.<\/p>\n\n\n\n

Im Vergleich zur herk\u00f6mmlichen Fertigung bietet die additive Fertigung mehr Kontrolle und Flexibilit\u00e4t hinsichtlich der Mikrostruktur. Dar\u00fcber hinaus lassen sich mit der additiven Fertigung komplexe Bauteile, Gitterstrukturen, Gradientenwerkstoffe und Verbundwerkstoffe herstellen. Die mittels LPBF hergestellte Invar-36-Legierung weist selbst ohne W\u00e4rmebehandlung einen niedrigeren W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten und eine h\u00f6here Zugfestigkeit auf als die durch herk\u00f6mmliche Fertigungsverfahren hergestellte Legierung.<\/p>\n\n\n\n

Eigenschaften der mittels LPBF hergestellten Proben (in Querrichtung)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Mit dem LPBF-Verfahren hergestellte Invar-Legierungen weisen bei Raumtemperatur bemerkenswerte Zugfestigkeitseigenschaften und eine hohe Erm\u00fcdungsfestigkeit bei hohen Zyklen auf sowie einen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten, der mit dem der geschmiedeten Proben vergleichbar oder sogar niedriger ist.<\/p>\n\n\n\n

Innerhalb des Standardzusammensetzungsbereichs wird die Streckgrenze der mittels additiver Fertigung hergestellten Superlegierung haupts\u00e4chlich durch die Korngr\u00f6\u00dfe beeinflusst, w\u00e4hrend der W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient vor allem von der Porosit\u00e4t, der Zusammensetzung und den Restspannungen abh\u00e4ngt.<\/p>\n\n\n\n

Die Optimierung der Energiedichte und die Steuerung des Temperaturgradienten sind von gro\u00dfer Bedeutung f\u00fcr die Verfeinerung der Kornstruktur und die Verringerung der Porosit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

Die bei der LPBF-Fertigung entstehenden Restspannungen k\u00f6nnen sich positiv auf die Verringerung des W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten (CTE) auswirken. Aus diesem Grund sind bei der LPBF-Fertigung von Invar-Legierungen kein Spannungsentlastungsgl\u00fchen oder andere W\u00e4rmebehandlungen erforderlich.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Additive Manufacturing with Invar 36 Alloy Introduction Invar 36 (4J36)(FeNi36) alloy is classified as a low expansion alloy and a precision alloy. Due to its extremely low coefficient of thermal expansion (CET) under conditions of temperature change, this type of alloy is an indispensable material in precision equipment. Comparison of the thermal expansion coefficients of […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":3193,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-3190","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3190","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3190"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3190\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3197,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3190\/revisions\/3197"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3193"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3190"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3190"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3190"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}