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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Das PSP-AC-Team der Purdue University arbeitet mit Elementum 3D zusammen, um das TADPOLE-Triebwerkssystem mittels 3D-Drucktechnologie zu entwickeln, ein Schlüsselprojekt für zukünftige Raumfahrttechnologien.
Stoke Space, ein US-amerikanisches Unternehmen im Raumfahrtsektor, reduziert die Kosten für den Zugang zum Weltraum durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologien mit der Herstellung wiederverwendbarer Raketen. Bei der Entpulverung der 3D-gedruckten Raketenbauteile kommt die Smart Powder Recuperation (SPR) Technologie von Solukon zum Einsatz.
Der 3D-Drucker-Hersteller NPPower aus Maribor, Slowenien, hat seinen Malachite 3D-Drucker erfolgreich in Autodesk Fusion integriert, um eine effiziente und direkte Design-to-Production Pipeline für den Metall-3D-Druck zu schaffen.
Das CSIRO’s Lab22 in Melbourne hat Australiens ersten Multi-Metall-3D-Drucker in Betrieb genommen, was einen signifikanten Fortschritt für die Luft- und Raumfahrtindustrie darstellt. Diese Technologie verspricht, die Fertigung von Luft- und Raumfahrtkomponenten zu revolutionieren, indem sie effizientere, kostengünstigere und robustere Komponenten ermöglicht.
Freemelt, ein schwedisches Unternehmen im Bereich des 3D-Drucks mit Listung an der Nasdaq First North, hat einen interessanten Auftrag von Saab Dynamics erhalten, der die Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur Entwicklung komplexer 3D-Druckmaterialien für die Verteidigungsindustrie umfasst.
Westinghouse Electric Company feiert die Fertigung der 1000. Brennstoffflussplatte mittels 3D-Druck, ein bedeutender Fortschritt für Sicherheit und Effizienz in der Kernindustrie. Diese Innovation verdeutlicht die Entwicklung von der Prototypenherstellung zur Vollproduktion und das Potenzial additiver Fertigungsverfahren.
In ihrer jüngsten Studie identifizierten Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory Schlacken als Hauptverursacher von Lochfraßkorrosion in 3D-gedrucktem Edelstahl 316L, was zu verbesserten Herstellungsverfahren führen könnte.
Additive Manufacturing Solutions Ltd. (AMS) hat durch den Kauf eines SLM®280 2.0 3D-Druckers vom deutschen Hersteller aus Lübeck, Nikon SLM Solutions, seine Fähigkeiten in der additiven Fertigung signifikant erweitert. Diese strategische Erweiterung positioniert AMS als Vorreiter in der Entwicklung nachhaltiger Materiallösungen und verbessert die Material- und Prozessfähigkeiten des britischen Unternehmens.
Aurora Labs (A3D), ein börsennotiertes Unternehmen aus Australien, festigt seine Position im Verteidigungssektor durch die Zusammenarbeit mit Chiron Global Tech, indem es fortschrittliche 3D-Drucktechnologien für die Herstellung von Verteidigungskomponenten einsetzt. Darunter die Entwicklung des Chiron-X1, einem hochmodernen Trainingsanzug für Nahkampfsituationen.
Die RWTH Aachen hat mit der Entwicklung der ProCloud3D-Plattform, einem Vorhaben für sichere additive Fertigung, einen wichtigen Schritt getan. Diese Plattform ermöglicht den verschlüsselten Echtzeit-Transfer von Produktionsdaten und stellt einen bedeutenden Fortschritt dar.
Die Purdue Universität präsentiert die erfolgreiche Herstellung eines Scramjet-Prototyps, der mittels fortschrittlicher 3D-Druckverfahren für die Hyperschallforschung entwickelt wurde. Das Projekt ist Teil einer größeren Initiative zur Förderung der nationalen Sicherheit und Verteidigungsindustrie, bei dem die additive Fertigung vermehrt zum Einsatz kommt.
Das Start-up Fluent Metal, angeführt von Branchenexperten einiger bekannter 3D-Druck-Unternehmen, stellt ein neues Verfahren für den 3D-Druck mit flüssigem Metall vor. Mit einem Startkapital von 5,5 Millionen US-Dollar verspricht die Technologie eine verbesserte Flexibilität und Effizienz in der Metallfertigung.
One Click Metal geht eine strategische Partnerschaft mit dem erfahrenen Unternehmen MasterGraphics ein, um den Zugang zu innovativer Metall-3D-Drucktechnologie in den USA zu erweitern.
Die Huazhong-Universität in Wuhan, China, hat mit der Herstellung des weltweit ersten 3D-gedruckten „Kolbenstangenachse“ für Flugzeugfahrwerke, einen bedeutenden Fortschritt in der Luftfahrtindustrie erzielt. Der Einsatz von 3D-Druck ermöglicht eine Materialreduktion von 90% und produziert stärkere Teile als traditionelle Methoden.
Der spanische 3D-Drucker-Hersteller Meltio hat mit dem M600 einen Metall-3D-Drucker entwickelt, der dank seiner Draht-Laser-Depositionstechnologie und benutzerfreundlichen Konstruktion auf eine breite Akzeptanz in verschiedenen Industrien abzielt. Der blaue Laser des M600 steigert die Druckgeschwindigkeit und senkt den Energieverbrauch.
Der chinesische 3D-Drucker-Hersteller Farsoon Technologies stellt das FS721M-8-CAMS 3D-Druck-System vor, ein großformatiger Metall-Pulverbettfusion-3D-Drucker, der die Serienproduktion durch innovative Technologien wie das Continuous Additive Manufacturing Solution (CAMS)-Konzept und acht hocheffiziente Faserlaser optimieren soll.
Die 3D-Druck Abteilung von Aufeer Design hat durch die Implementierung der S1 und M1 Basic Post-Processing-Anlagen von AM Solutions signifikante Verbesserungen erzielt, die das Unternehmen in seiner Wachstumsstrategie unterstützen. Die S1 Anlage kombiniert Reinigung und Oberflächenfinish, während die M1 Basic für Glätten und Polieren zuständig ist.
Phase3D führt das „True Layer Thickness“-Toolkit auf der AMUG Konferenz ein, entwickelt in Zusammenarbeit mit einem führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen, um die Präzision und Qualität im Metallpulverbettfusion 3D-Druck zu optimieren. Das Toolkit zur Schichtdickenmessung im Metall-3D-Druck ermöglicht es, die Menge des verteilten Metallpulvers in Mikron genau zu messen.
Bechtel Plant Machinery, Inc. (BPMI) investiert in ein Velo3D Sapphire XC Metall-3D-Drucker, um das Nuklearantriebsprogramm der US-Marine zu unterstützen. Der Metall-3D-Druck ermöglicht die Fertigung komplexer Teile und verbessert so die Einsatzbereitschaft und Effizienz der US-Marine.
Markforged, börsennotierter US-Hersteller industrieller Metall-3D-Drucker, schloss das Jahr 2023 mit einer starken Produktpalette und einer soliden finanziellen Basis ab. Mit der Einführung neuer Produkte wie dem FX10 blickt das Unternehmen optimistisch in die Zukunft. Der Umsatz erreichte einen sequentiellen Anstieg von 20,4 % gegenüber dem dritten Quartal 2023. Auch Bruttogewinnmarge verbesserte sich auf 48,4 % gegenüber 46,9 % im Vorjahr.