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 NASA startet in Kooperation mit der ESA eine Mission, um Metall-3D-Drucktechnologien auf der Internationalen Raumstation ISS zu testen. Ziel ist es, die Notwendigkeit von Ersatzteilen bei Langzeitmissionen zu reduzieren.
3DEO, ein Spezialist für Metall-3D-Druck, hat kürzlich eine wichtige Investition von der Development Bank of Japan und Seiko Epson Corporation erhalten. Diese Partnerschaft markiert einen entscheidenden Schritt in 3DEOs Expansion und stärkt das Vertrauen in seine 3D-Druck-Technologie.
Das SKZ Würzburg leistet durch seine Forschungsprojekte einen bedeutenden Beitrag zur Weiterentwicklung des 3D-Drucks. Die Schwerpunkte liegen auf der Nachbearbeitung von Metallbauteilen, dem Haftungsverhalten zwischen Bauteilen und Druckplatten sowie der additiven Fertigung von Mehrkomponentenbauteilen. Diese Forschungen haben das Potenzial, die Qualität, Sicherheit und Effizienz in der additiven Fertigung wesentlich zu verbessern.
GKN Aerospace treibt mit seiner 50 Millionen Pfund schweren Investition die additive Fertigung in der Luft- und Raumfahrtindustrie voran. Diese Investition, unterstützt durch die Schwedische Energieagentur, zielt darauf ab, den Rohmaterialverbrauch erheblich zu reduzieren und gleichzeitig die Effizienz und Nachhaltigkeit der Produktion zu steigern. Das Projekt in Trollhättan, Schweden, wird auch neue Arbeitsplätze schaffen und die Entwicklung in der Branche vorantreiben.
NCMT Limited hat einen Vertriebsvertrag mit dem 3D-Druckunternehmen Tritone Technologies abgeschlossen. Diese Partnerschaft ermöglicht NCMT den Übergang zu fortschrittlichen additiven Fertigungslösungen.
Das japanische Unternehmen Makino und Additive Industries aus der Niederlande haben sich zusammengeschlossen, um integrierte Prozessketten für den 3D-Druck von Metallteilen und deren Nachbearbeitung zu entwickeln. Diese Partnerschaft zielt darauf ab, eine nahtlose Integration von Technologien zu schaffen, die die Effizienz und Qualität im Metall-3D-Druck verbessern könnte.
APWORKS hat das Farsoon FS422M-4 Metall-3D-Drucksystem installiert, um den Anwendungsbereich in der additiven Fertigung zu erweitern. Diese technologische Entwicklung ermöglicht die wirtschaftlichere Herstellung komplexer Metallteile. Der Fokus liegt dabei auf Luft- und Raumfahrtteilen aus Scalmalloy.
Die Forscher der Ural Federal University haben einen wichtigen Fortschritt im Bereich des 3D-Drucks von Magnetmaterialien gemacht. Sie entwickelten ein Nanokristallines Legierungspulver, das für den 3D-Druck von Permanentmagneten geeignet ist. Diese Innovation könnte die Herstellung von Magneten verbessern und ihre Anwendung in verschiedenen Technologiebereichen erweitern.
Das schwedische 3D-Druck-Unternehmen Freemelt hat Viktor Valk zum Regionalpräsidenten für den EMEA-Markt ernannt. Mit über zehn Jahren Erfahrung in der Sandvik-Gruppe soll Valk Freemelts Wachstum im 3D-Drucksektor vorantreiben. Diese Ernennung markiert einen weiteren Schritt in Freemelts Bestreben, seine Präsenz in der EMEA-Region zu stärken.
PyroGenesis Canada Inc. hat ein neues US-Patent für ihre NexGen™ Plasma-Atomisierungstechnologie erhalten, die die Produktion von hochreinem Metallpulver für den 3D-Druck revolutioniert. Die Technologie ermöglicht eine effizientere Produktion und erweitert das Spektrum der Metallpulverproduktion, einschließlich Anwendungen in der Verbraucherelektronik.
Das Nanyang Technologische Universität (NTU) und das Singapore General Hospital (SGH) arbeiten an einer neuen Form der Gesundheitsversorgung durch 3D-Druck. Ihr Fokus liegt auf Bioprinting und der Entwicklung personalisierter medizinischer Geräte. Diese Technologien könnten die Behandlung von Patienten revolutionieren, stehen jedoch noch vor klinischen Tests am Menschen.
Forscher des Oak Ridge National Laboratory haben in Zusammenarbeit mit Siemens und Lincoln Electric große Dampfturbinenschaufeln mittels 3D-Druck erfolgreich hergestellt. Dieser Durchbruch demonstriert das Potenzial der Wire Arc Additive Manufacturing-Technologie für die Fertigung kritischer, großskaliger Teile. Die schnelle und effiziente Produktion dieser Komponenten verspricht, die traditionellen Methoden der Energieerzeugung zu verbessern.
Forscher der Universität Cambridge haben eine innovative Methode für den 3D-Druck von Metall entwickelt, die das Potenzial hat, die Herstellungskosten zu senken und die Nachhaltigkeit zu steigern. Diese neue Technik erlaubt es, die Eigenschaften von Metalllegierungen während des Druckprozesses zu modifizieren und könnte somit den Bedarf an nachträglichen Bearbeitungen reduzieren. Die Methode verwendet einen Laser als „mikroskopischen Hammer“, um die Metallstruktur während des Druckvorgangs zu härten und zu optimieren.
Aston Martin hat in Zusammenarbeit mit J.Laverack ein innovatives Fahrrad geschaffen, das .1R. Diese Innovation zeichnet sich durch die Verwendung von 3D-gedrucktem Titan und Kohlefaser aus, was es zu einem sehr fortschrittlichem Fahrrad auf dem Markt macht. Mit der Möglichkeit zur individuellen Anpassung bietet der .1R eine neue Ebene der Personalisierung und Ästhetik.
Forscher der Queen Mary University of London haben in einer Studie neue Einblicke in die Vorgänge von Solute-Transport und Solidifizierung im 3D-Druck gewonnen. Diese Erkenntnisse könnten die Präzision und Qualität von 3D-gedruckten Metallteilen deutlich steigern. Die Forschung hat bedeutende Auswirkungen auf Industriezweige wie Luft- und Raumfahrt, wo Präzision und Materialstärke entscheidend sind.
In einer Initiative zur Förderung der 3D-Drucktechnologie in Indien haben RRCAT und Lokesh Machines Limited einen neuen Metall-3D-Drucker vorgestellt. Der 3D-Drucker, präsentiert auf der AMTECH-2023 in Hyderabad, bietet eine wirtschaftliche Alternative zu teureren Metall-3D-Druckern internationaler Hersteller und stärkt die lokale Fertigungskapazität im Bereich des 3D-Drucks in Indien.
Die Universität von Waterloo hat eine neue, hochmoderne Forschungseinrichtung für Multi-Scale Additive Manufacturing (MSAM) eröffnet. Die Einrichtung beherbergt fortgeschrittene Forschung im Bereich des metallischen 3D-Drucks und bietet innovative Technologien für verschiedene Branchen, von der Luft- und Raumfahrt bis zur Medizintechnik.
Nikon SLM Solutions und Materialise haben eine strategische Partnerschaft angekündigt, um die nächste Generation von Materialise Build Processors für Metall-3D-Drucker zu entwickeln. Diese Innovation zielt darauf ab, die Effizienz und Flexibilität im 3D-Druckprozess zu steigern. Die Zusammenarbeit verspricht, die Möglichkeiten im Bereich der industriellen Fertigung durch den 3D-Druck zu erweitern.
Taiwan stellt seine erste 3D-gedruckte Kieferprothese vor, die speziell für Mundkrebspatienten entwickelt wurde. Diese Innovation des ITRI und des KVGH könnte die Behandlung von Krebspatienten wesentlich verbessern. Positive Ergebnisse aus den ersten Tests zeigen vielversprechende Fortschritte in der medizinischen Anwendung von 3D-Drucktechnologie.
Fooke ist nun der autorisierte Integrator für Meld Manufacturings Metall-3D-Drucktechnologie. Diese Partnerschaft ermöglicht es Fooke, innovative 3D-Drucklösungen in ihre OEM-Systeme zu integrieren, wodurch Kunden in verschiedenen Industrien, wie Luft- und Raumfahrt und Automobilbau, von fortschrittlichen Herstellungsmethoden profitieren können.