Rio Tinto liefert erste Charge Aluminium

Der globale Bergbau- und Metallkonzern Rio Tinto hat mit Amaero, einem Spezialisten für additive Metallfertigung, eine Vereinbarung über die Bereitstellung einer leistungsstarken Aluminium-Scandium-Legierung getroffen, die zu Pulver für den 3D-Druck verarbeitet und für Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden kann.

Durch sein neues Werk in Quebec, Kanada, wird Rio Tinto die weltweit erste nordamerikanische Lieferquelle für Scandiumoxid bereitstellen, das es mit kohlenstoffarmem Aluminium kombinieren wird, um eine spezielle Aluminium-Scandium-Legierung herzustellen. Rio Tinto wird Amaero die erste kommerzielle Charge der Legierung liefern, die zu Pulver für den 3D-Druck verarbeitet wird.

Im Rahmen der Vereinbarung werden die Unternehmen auch zusammenarbeiten, um die Lieferkette für Amaeros eigene Aluminiumlegierung mit hoher Betriebstemperatur, Amaero HOT Al, zu entwickeln und sie unter anderem für additiv gefertigte Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungssektor zu kommerzialisieren.

„Als weltweit führender Hersteller von Aluminium und erster Hersteller von hochwertigem Scandiumoxid in Nordamerika ist Rio Tinto einzigartig positioniert, um dem Markt eine sichere Quelle für Aluminium-Scandium-Legierungen bereitzustellen“, sagte Tolga Egrilmezer, Vizepräsident von Rio Tinto Aluminium Verkauf und Marketing. „Eine Aluminium-Scandium-Legierung ist das Material der Wahl, wenn leichtes, hochfestes Material mit thermischer Beständigkeit und guten Schweißeigenschaften benötigt wird, beispielsweise für Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtanwendungen.

„Dieser erste Verkauf zeigt unsere Fähigkeit, Produkte zu entwickeln, die den Bedürfnissen unserer Kunden entsprechen, indem wir auf unser technisches Fachwissen und unsere erstklassigen Vermögenswerte zurückgreifen.“

Verantwortungsbewusst hergestelltes Aluminium-Scandium

Scandium ist ein silberweißes Seltenerdmetallelement, das zur Verbesserung der Leistung von Aluminiumlegierungen für den 3D-Druck verwendet werden kann. Rio Tinto entwickelt seit 2019 ein Verfahren zur Gewinnung von hochreinem Scandiumoxid und perfektioniert das Material seitdem, um den Marktspezifikationen gerecht zu werden.

Der Prozess beinhaltet die Gewinnung von Scandiumoxid aus Nebenprodukten, die bei der Produktion von Titandioxid im metallurgischen Komplex Rio Tinto Fer et Titane (RTFT) des Unternehmens in Sorel-Tracy, Quebec, anfallen. Durch die Nutzung der Abfallströme der Titanoxidproduktion macht das Verfahren einen zusätzlichen Abbau überflüssig und hat außerdem das Potenzial, die Produktionskosten zu senken.

Im Rahmen der Vereinbarung mit Amaero wird Rio Tinto Knüppel aus hochreinem Scandiumoxid und verantwortungsvoll hergestelltem, kohlenstoffarmem Aluminium aus seinen mit Wasserkraft betriebenen Hütten liefern. Anschließend wird Amaero die Knüppel zu Pulver verarbeiten, das für den Metall-3D-Druck geeignet ist, und das Material für den Einsatz in verschiedenen Hochtemperaturanwendungen auf den Markt bringen.

„Wir freuen uns sehr über den Abschluss dieser Vereinbarung mit Rio Tinto zum Kauf der ersten kommerziellen Charge einer Aluminium-Scandium-Legierung von einer nordamerikanischen Quelle“, sagte Barrie Finnin, CEO von Amaero. „Dies ist ein wichtiger Schritt bei der Kommerzialisierung dieser Hochleistungslegierung, die in unserer bahnbrechenden 3D-Metalldrucktechnologie verwendet wird. Wir freuen uns darauf, mit Rio Tinto zusammenzuarbeiten, um die Produktion der Legierung voranzutreiben, damit wir den Qualifizierungsprozess bei wichtigen Kunden im Luft- und Raumfahrtsektor und anderen Branchen beginnen können.“

Entwicklung der HOT-Al-Legierung von Amaero

Im Rahmen der neu angekündigten Vereinbarung werden Rio Tinto und Amaero zusammenarbeiten, um die Lieferkette für Amaeros HOT-Al-Legierung zu entwickeln und sie für den Einsatz im Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssektor zu kommerzialisieren.

Amaero wurde 2013 als Spin-out des Monash University Centre for Additive Manufacturing (MCAM) in Melbourne, Australien, gegründet, bevor es Ende 2019 im Rahmen eines Börsengangs an die Australian Securities Exchange (ASX) ging, der 8 Millionen US-Dollar einbrachte. Bei Monash wurde ursprünglich die Aluminium-Scandium-Legierung HOT Al des Unternehmens entwickelt, wobei Amaero nun die exklusiven weltweiten Lizenzrechte an der Legierung besitzt.

HOT Al ist eine Aluminiumlegierung mit hohem Scandiumgehalt, die nach dem 3D-Druck wärmebehandelt und ausgehärtet werden kann, um ihre Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen. Das Scandium verleiht dem Material eine hohe Zugfestigkeit und Stabilität bis zu Temperaturen im Bereich von 260 °C.

Im Juni letzten Jahres gab Amaero bekannt, dass HOT Al in die vierte und letzte Phase der internationalen Patentgenehmigung eingetreten ist. Später im Jahr erhielt das Unternehmen vom Luft- und Raumfahrthersteller Boeing einen Auftrag zur Produktion von Evaluierungskomponenten aus Metall.

Entwicklungen im 3D-Druck von Aluminium

Aluminium für den 3D-Metalldruck erlebt eine zunehmende Legierungsentwicklung, da Unternehmen Metalle mit verbesserter mechanischer Leistung für breitere Anwendungen unter anderem im Automobil- und Luft- und Raumfahrtsektor entwickeln möchten.

Im Jahr 2019 entwickelten die in Kalifornien ansässigen HRL Laboratories ein pulverförmiges Aluminium-3D-Druckmaterial, das nach eigenen Angaben „das bisher stärkste additive Fertigungsaluminium“ sei. Bald darauf begann der Materialhersteller QuesTek Innovations LLC in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Entwicklung eines neuen Ausgangsmaterials aus einer Aluminiumlegierung für 3D-Drucker, das eine hohe Festigkeit und Temperaturen zwischen 200 und 300 °C aufweisen soll.

Im vergangenen Jahr arbeitete der deutsche Hersteller von 3D-Metalldruckern SLM Solutions mit dem Fertigungskonzern Honeywell zusammen, um Parameter für den 3D-Druck dickerer Aluminiumteile für die Luft- und Raumfahrt zu qualifizieren. Unterdessen hat der DED-Hersteller Optomec die Materialfähigkeiten seiner LENS-3D-Drucker weiterentwickelt, um die Abscheidung beliebiger Aluminiumlegierungen zu ermöglichen, und der Aluminiumspezialist Fehrmann ALLOYS hat auf der Formnext Connect 2020 seine neueste Hochleistungsaluminiumlegierung für den 3D-Druck, AlMgty 90, vorgestellt.

Vor kurzem hat Aluminium Materials Technologies (AMT) eine Partnerschaft mit der University of Birmingham geschlossen, um das Verständnis der Metallurgie seiner 3D-gedruckten A20X-Aluminiumlegierung zu verbessern, und Desktop Metal hat sich mit Uniformity Labs zusammengetan, um ein neues sinterbares Aluminiumpulver zur Verwendung mit ihr auf den Markt zu bringen Binder Jet 3D-Drucktechnologie, Uniformity 6061.

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Das abgebildete Bild zeigt das 3D-gedruckte Strahltriebwerk von Amaero und der Monash University. Foto über Amaero.

Hayley ist Technologiejournalistin für 3DPI und verfügt über Erfahrung in B2B-Publikationen aus den Bereichen Fertigung, Werkzeuge und Radfahren. Als Autorin von Nachrichten und Reportagen interessiert sie sich besonders für neue Technologien, die die Welt, in der wir leben, beeinflussen.