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Lasertechnik: Damaszenerstahl aus dem 3-D-Drucker

Einst schmiedete man mühevoll verschiedene Stahlsorten zusammen, um das geschichtete Material zu erhalten. Man kann es aber auch einfacher haben, berichtet eine Arbeitsgruppe.
Dolch mit Klinge aus Damaszenerstahl.Laden...

Seit dem Altertum stellt man hochwertige Klingen her, indem man verschiedene Stähle mit unterschiedlichen Eigenschaften in dünnen Schichten übereinanderstapelt und sie schmiedet. Doch nun geht es einfacher, berichtet eine Arbeitsgruppe um Philipp Kürnsteiner vom Max-Planck-Institut für Eisenforschung: Sie verwendet einen 3-D-Drucker. Wie das Team in »Nature« schreibt, entsteht das Material, wenn man es mit Hilfe eines Lasers schichtweise aus einem speziell entwickelten Metallpulver aufbaut – eine Technik, die man als selektives Lasersintern bezeichnet. Der entstehende Stahl ist demnach sogar stabiler und elastischer als das historische Vorbild.

Die Technik basiert auf der Erkenntnis, dass man das Metallpulver nicht nur sintern kann, sondern mit Hilfe genau gesteuerter Temperaturen auch die Eigenschaften bestimmen kann. Die hängen von der atomaren Struktur ab und davon, welchen Anteil bestimmte Strukturen einnehmen. Für die genauen Eigenschaften eines Stahls ist der Anteil an Martensit entscheidend, der die Legierung sehr hart macht. Im Damaszenerstahl wechseln sich martensitreiche harte Schichten mit weichen Schichten ab. Diesen Effekt erzeugte die Arbeitsgruppe, indem sie immer vier Schichten eines Eisenpulvers mit kleinen Anteilen Nickel und Titan mit dem Laser zusammensinterte und danach die Oberfläche kurz abkühlen ließ. Durch die Abkühlung entstand in dieser Schicht jeweils zu einem hohen Anteil Martensit, so dass sich harte und weiche Lagen abwechseln.

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