Metall-3D-Drucker sind die in der additiven Fertigung am häufigsten eingesetzten 3D-Drucker. Der Metall-3D-Druck macht es möglich unterschiedlichste Metalle additive zu verarbeiten. Dabei kommen eine große Anzahl verschiedener 3D-Druckverfahren zum Einsatz. Auf dieser Seite stellen wir den Metall-3D-Druck ausführlich vor und berichten seit 2013 in über 700 Beiträgen (Stand: 09/22) wohl ausführlicher als kaum ein anderes Medium über die additive Fertigung von Metallteilen und deren technologischen Entwicklungen.
Barack Obama bezeichnete einst den 3D-Druck als „die nächste industrielle Revolution“. Gemeint war dabei aber nicht nur die rasante Einzug der Desktop-3D-Drucker in die heimischen Wohnzimmer weltweit, sondern vor allem der 3D-Druck mit Metall im industriellen Umfeld. Metall-3D-Drucker gibt es heute von zahlreichen Unternehmen weltweit und werden in vielen unterschiedlichen Industrien und Branchen eingesetzt, wie der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie. Diese Seite widmet sich dem Metalldruck, seiner Geschichte und anhand regelmäßig neuer Beiträge seiner Entwicklung und Zukunftsprognose.
Der 3D-Druck mit Metall gehört wohl zu den komplexesten, eindrucksvollsten, einflussreichsten und sich am schnellsten entwickelnden 3D-Drucktechnologien. Funktionstüchtige 3D-Metall-Drucker findet man heute vor allem in verschiedenen Forschungseinrichtungen, Universitäten aber auch im häufiger industriellen Umfeld. Das Themenumfeld des 3D-Metall-Drucks ist wegen seiner wissenschaftlichen Prägung und disruptiven Eigenschaften besonders spannend.
Das pulverbettbasierte Schmelzverfahren wurde bereits in den 1970er Jahren vorgestellt. Hierbei sintert oder schmilzt eine Energiequelle ein Metallpulver, um das endgültige Stück schichtweise zu erzeugen. Die bekannteste auf diesem Prinzip basierende Technologie ist ohne Zweifel das Direct Metal Laser Sintering (DMLS). Es wurde von ERD und EOS in den 1990er Jahren patentiert. Ähnlich der Abscheidung von geschmolzenem Material könnte die Metallabscheidung mit konzentrierter Energie sein, jedoch unter Metallverwendung. Hier unterscheiden wir insbesondere das Verfahren Direct Additive Laser Construction (CLAD), das von Irepa Laser entwickelt wurde. Im Vergleich zum pulverbettbasierten Schmelzen kann man mit dieser Methode direkt auf ein Teil drucken.
CIRTES entwickelte in den 90er Jahren eine neue Hybrid-Methode namens Stratoconception, welche die additive Fertigung und additive Bearbeitung miteinander kombiniert. Das sogenannte Kaltspritzen hingegen ist ein anderer Prozess, der auch unter dem Begriff Kaltschnittverfahren bekannt ist. Hier versucht man die Metallpulver miteinander zu verbinden, indem sie auf einen Träger kalt projiziert werden. Danach wird mit Helium die Projektion sichergestellt.
Das am häufigsten verwendete Metall beim 3D-Druck mit Metall ist Aluminium, das meistens in Form einer Legierung zu finden ist, die sowohl Festigkeit als auch Leichtigkeit bietet. Es wird insbesondere für Teile benutzt, bei denen das Gewicht eine wichtige Rolle spielt, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie und der Luftfahrt. Auch Stahl zählt zu einem der beliebtesten Materialien in der Fertigungsindustrie, weil es eine schöne Oberfläche und gute mechanische Eigenschaften bietet. Es zählt zu den am häufigsten angewendeten Materialien im Metall-3D-Druck. Außerdem kommen auch Materialien wie Kobalt-Chrom (eignet sich für medizinische Anwendungen), Gallium und Titan (hohe Biokompatibilität und widerstandsfähig gegen Korrosion) immer häufiger zum Einsatz.
Unternehmen, die sich dem Metall-3D-Druck zuwenden, werden immer zahlreicher. Das deutsche Unternehmen SLM Solutions zählt zu den führenden Herstellern für Metall-3D-Drucker. SLM Solutions gehört neben Concept Laser und EOS zu den Pionieren der laserselektiven Fertigung an. Erwähnenswert ist auch das Unternehmen Arcam, das hinter der Elektronenstrahl-Fusionstechnologie steht.
Auf den Markt der additiven Metallfertigung drängen immer mehr Hersteller, indem sie neue 3D-Drucker und -Technologien zu relativ kostengünstigen Preisen anbieten, im Vergleich zu den aktuellen Lösungen. Seit wenigen Jahren zählt auch HP Inc. dazu. Verlassen wir den amerikanischen Kontinent, stoßen wir auf den Ursprung der Technologie namens NanoParticle Jetting und den israelischen Hersteller XJet.
Heute kommt der Metall-3D-Druck hauptsächlich in der Industrie zum Einsatz, um Fertigteile oder Werkzeugkomponenten zu produzieren – sei es in der Automobilbranche, in der Raumfahrt zur Herstellung von Raketentriebwerken und Flugzeugbauteilen oder im medizinischen Bereich zur Herstellung von Prothesen und Implantaten. Die Bereiche der Anwendung sind sehr breitgefächert und in Zukunft wird der Metall-3D-Druck mit Sicherheit noch weitere Anwendungen und Bereiche erschließen. Sie finden auf dieser Themenseite stets aktuelle Informationen, Nachrichten, Entwicklungen und 3D-Objekte aus dem Bereich 3D-Metalldruck.
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Die Forscher des Applied Physics Laboratory (APL) der Johns Hopkins University entwickeln fortschrittliche Sensoren, die in der Lage sind, Defekte bei der additiven Fertigung in Echtzeit zu erkennen und zu verhindern. Diese Technologie, die auf schnell reagierenden Sensoren basiert, soll die Zuverlässigkeit und Akzeptanz von 3D-gedruckten Metallkomponenten verbessern.
Der chinesische Hersteller für industrielle 3D-Drucker Bright Laser Technologies hat auf der TCT Asia 2024 den aktualisierten BLT-S450 Metall-3D-Drucker vorgestellt, der mit fortgeschrittenen Automatisierungs- und Sicherheitsfeatures ausgestattet ist.
Das australische Unternehmen Titomic hat mit dem Verkauf eines Metall-3D-Druckers an das US-Unternehmen Triton Systems, das im Verteidigungssektor tätig ist, eine wichtige Expansion in den USA vollzogen. Dies markiert gleichzeitig den ersten Verkauf eines Titomic Kinetic Fusion Systems in den Vereinigten Staaten.
Renishaw, nun anerkannter Anbieter von Metall-3D-Drucklösungen für die US-Regierung, verspricht mit der neuen TEMPUS-Technologie eine erhebliche Effizienzsteigerung in der Produktion.
Das schwedische 3D-Druck-Unternehmen Freemelt erweitert die Zusammenarbeit mit der United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA) zur Entwicklung von Tungsten-Komponenten für Kernfusionsanlagen, um eine nachhaltige Energiezukunft zu fördern. Die erneute Kooperation unterstreicht das Vertrauen der UKAEA in die technische Expertise von Freemelt und der 3D-Drucktechnologie im Allgemeinen.
Digital Alloys, ein Startup aus Massachusetts, spezialisiert auf kosteneffizienten Metall-3D-Druck, erhielt kürzlich eine Investition von 12,9 Millionen US-Dollar von Boeing HorizonX. Die so genannte Joule 3D-Druck-Technologie wird voraussichtlich in Boeings Produktion von Luft- und Raumfahrtkomponenten eingesetzt.
Das Air Force Research Laboratory (AFRL) hat mittels 3D-Druck eine Schubkammer für Raketenmotoren entwickelt, die den Weg für zukünftige Innovationen in der Luft- und Raumfahrt ebnet. Durch die Integration von KI und maschinellem Lernen verbessert das AFRL die Herstellung von Raketenkomponenten zusätzlich.
Stratasys erweitert seine 3D-Drucktechnologie um hochauflösende Druckfähigkeiten mit der Einführung des verbesserten H350 Druckers, speziell entwickelt für anspruchsvolle Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Gesundheitswesen.
AMEXCI, ein Unternehmen spezialisiert auf additive Fertigungsverfahren, hat seine Partnerschaft mit Nikon SLM Solutions erweitert, mit dem Ziel, die Fertigungskapazitäten in Skandinavien durch den Einsatz neuer 3D-Drucktechnologien zu erhöhen.
HP und INDO-MIM haben eine Partnerschaft eingegangen, um mittels fortschrittlicher 3D-Drucktechnologie Metallteile in Indien zu produzieren und so die „Make in India“-Initiative zu unterstützen.
Nikon SLM Solutions und die Hartech Group haben eine Partnerschaft initiiert, um fortschrittliche 3D-Drucktechnologien im US-Verteidigungsministerium zu implementieren und deren Anwendungsbereich zu erweitern. Diese Kooperation zielt darauf ab, die technologische Überlegenheit und strategische Flexibilität durch den Einsatz von additiver Fertigung zu verstärken.
Bright Laser Technologies (BLT) erzielte 2023 deutliche Verbesserungen ihrer Finanzergebnisse und führte zudem innovative Produkte im Bereich der Metall-3D-Druck-Technologie ein, die insbesondere auf die Luft- und Raumfahrtindustrie abzielen.
Das neu eröffnete Zentrum für Exzellenz in der additiven Fertigung an der University of Wolverhampton wird durch Technologie von EOS und AMCM unterstützt und zielt auf die Entwicklung von Materialien für High-Tech-Industrien ab.
Die von Joseph Turner geleitete Forschungsgruppe an der Nebraska Engineering der University of Nebraska hat gezeigt, dass 3D-gedruckte Rollenlager für Eisenbahnfahrzeuge in ihrer Leistung herkömmlichen Lagern entsprechen, was langfristige Anwendungen dieser Technologie in der Fertigung denkbar macht.
Incodema3D, ein im Bereich des industriellen 3D-Drucks tätiges Unternehmen, hat sein Portfolio um vier EOS M 300-4 Systeme erweitert, was die Gesamtzahl der Metall-3D-Drucker auf 28 erhöht. Die Partnerschaft mit EOS spielt eine zentrale Rolle im kontinuierlichen Erfolg des Unternehmens.
Die US-Marine plant, die Effizienz und Einsatzbereitschaft ihrer U-Boot-Flotte durch den Einsatz von fast 100 durch 3D-Druck hergestellten Teilen bis Ende des Jahres deutlich zu erhöhen. Dies unterstreicht das wachsende Potenzial additiver Fertigungsverfahren in der militärischen Anwendung.
Durch die Integration von Siemens Xcelerator verbessert AMAZEMET die Herstellung und Nachbearbeitung von Metallpulvern für den 3D-Druck und trägt zur Weiterentwicklung der additiven Fertigung bei.
Wohlers Associates enthüllt in ihrem jüngsten Bericht „Wohlers Report 2024“ ein beeindruckendes Wachstum im Bereich des Metall-3D-Drucks mit einer Zunahme von 24% bei den ausgelieferten Systemen im Jahr 2023, angetrieben durch steigende Nachfrage und technologische Fortschritte. Die additive Fertigung als Ganzes hat ebenfalls ein gesundes Wachstum von 11,1% verzeichnet.
Die Nikon Corporation präsentiert mit dem Lasermeister LM300A und dem 3D-Scanner SB100 fortschrittliche Lösungen für den industriellen 3D-Druck, die auf effizientere Fertigungs- und Reparaturprozesse abzielen.
Aurora Labs Ltd hat einen signifikanten Fortschritt mit der Entwicklung und dem Test eines 200N-Klasse-Gasturbinenmotors erzielt, der vollständig aus 3D-gedruckten Metallteilen besteht. Sein Gewicht konnte dabei um 20% reduziert werden. Das Unternehmen beabsichtigt, diesen Motor bereits im nächsten Monat auf den Markt zu bringen.