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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Forscher des IIT Mandi haben eine kostengünstige, sichere Alternative zu herkömmlichen Technologien im Metall-3D-Druck entdeckt. Die extrusionsbasierte Methode verspricht, die Metall-Additivfertigung effizienter und zugänglicher zu machen. Diese Innovation könnte die Abhängigkeit von ausländischen Technologien verringern und lokale Produktionsfähigkeiten stärken.
ADDiTEC hat zwei neue Plattformen für die additive Fertigung vorgestellt: AMDroid und Hybrid3. Beide versprechen, die Branche mit neuer Präzision und Effizienz zu bereichern. Von der Herstellung fein detaillierter Komponenten bis hin zur Massenproduktion bieten diese zwei Metall-3D-Druck-Systeme interessante Lösungen.
In der Welt des 3D-Drucks sind standardisierte Praktiken für Qualität und Sicherheit unerlässlich. Dieser Artikel beleuchtet wichtige Standards der additiven Fertigung, die von Organisationen wie ASTM International, ISO und SAE International entwickelt wurden. Sie bieten eine Basis für Konsistenz, Innovation und verantwortungsvolle Nutzung der Technologie.
Ein Forscherteam hat eine neue Methode zur Herstellung von Nickel-Nanopfeilern mittels 3D-Druck entwickelt. Diese Technik, basierend auf der Zwei-Photonen-Lithografie, könnte die Herstellung von Nanostrukturen in verschiedenen Technologiefeldern grundlegend verändern. Die entstandenen Nanopfeiler zeigen eine höhere Robustheit im Vergleich zu bisherigen Methoden.
1000 Kelvin, ein Startup aus Berlin und Los Angeles, hat seine KI-gesteuerte Software AMAIZE für die additive Fertigung vorgestellt. AMAIZE optimiert automatisch 3D-Druckprozesse und reduziert so Material- und Energieverbrauch. Die Software wurde bereits erfolgreich mit mehreren Maschinenherstellern integriert und von Branchen wie Energie und Luft- und Raumfahrt übernommen.
ArcelorMittal, der weltweit führende Stahlhersteller, steigt als Anbieter von Stahlpulvern in den Markt der Additiven Fertigung ein. Mit dem Aufbau eines Inertgas-Atomisierers in Spanien zielt das Unternehmen darauf ab, hochwertige Stahlpulver für verschiedene AM-Technologien bereitzustellen. Diese Entwicklung verspricht, den Einsatzbereich des 3D-Drucks in Industrien wie der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Medizintechnik zu erweitern.
CavGenX, eine Tochtergesellschaft von Infinity Turbine, hat eine innovative Wärmepumpenturbine eingeführt, die durch 3D-Druck hergestellt wurde. Diese Turbine kombiniert einen einzigartigen Kompressor, der einen Kavitations- mit einem magnetischen Induktionsgerät vereint. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von der Kühlung von KI-Prozessoren bis hin zur Energieerzeugung aus Abwärme.
MAN Truck & Bus hat in Zusammenarbeit mit Replique erfolgreich Ersatzteile für Kühlwasserkümmer mittels 3D-Druck hergestellt. Diese Methode bot eine schnelle und kosteneffiziente Lösung für das Problem fehlender Gussformen. Die durch 3D-Druck gefertigten Teile erwiesen sich sogar als technisch überlegen im Vergleich zum Original.
Die neueste 3D-Druckanlage in Kitchener, die größte ihrer Art in Kanada, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der additiven Fertigung dar. Mit modernster Technologie und einer 15.000 Quadratfuß großen Anlage bietet sie neue Möglichkeiten für Forschung und Entwicklung. Die Anlage, die auf dem Campus der University of Waterloo entstand, wird die lokale Fertigung und die Ausbildung in 3D-Drucktechnologien revolutionieren.
Im Rahmen der Formnext Konferenz gaben 6K Additive und Metal Powder Works eine strategische Partnerschaft bekannt, um den Markt mit hochqualitativen Kupferpulvern zu versorgen. Die Kollaboration nutzt fortschrittliche, nachhaltige Produktionstechnologien und zielt darauf ab, die Lieferkette für Additive Manufacturing (AM) zu vereinfachen. Ein vollständig ausgeführtes Memorandum of Understanding (MOU) besiegelt die Absicht, diese Materialien wirtschaftlich und nachhaltig zu produzieren.
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat in Zusammenarbeit mit Zarm Technik einen neuen Prozess entwickelt, um elektromagnetische Spulen aus reinem Kupfer mittels 3D-Druck herzustellen. Diese Entwicklung ist Teil des General Support Technology Programme, das die ESA in den letzten dreißig Jahren vorangetrieben hat. Die innovativen Spulen könnten zukünftig eine wesentliche Rolle in der Konstruktion und im Betrieb von Weltraumhardware spielen.
Freemelt hat sein neuestes eMELT-iD-Modell vorgestellt, speziell für die Entwicklung industrieller 3D-Druckanwendungen. Mit seiner nahtlosen Integration mit eMELT-iM verspricht es einen reibungslosen Übergang von der Produktentwicklung zur Serienproduktion. Das Produkt wird auf der Formnext in Frankfurt präsentiert.
Schaeffler hat das belgische 3D-Druck-Startup Aerosint übernommen, um seine Technologie im Mehrmaterial-3D-Druck weiter auszubauen. Die patentierte SPD-Technologie von Aerosint wird die additiven Fertigungskapazitäten von Schaeffler erweitern. Die Technologie wird ab 2024 kommerziell verfügbar sein.
Freemelt vertieft seine Partnerschaft mit der Texas A&M Engineering Experiment Station, um die Industrialisierung des Metalldrucks in den USA zu beschleunigen. Beide Einrichtungen setzen auf die Electron Beam Powder Bed Fusion-Technologie und blicken optimistisch in die Zukunft.
Die ABS Gruppe arbeitet zusammen mit verschiedenen Partnern an einem Projekt zur Herstellung eines 3D-gedruckten Schiffsschraubers. Dabei stehen Qualität, Zeitoptimierung und die Einhaltung von Klassifizierungsstandards im Vordergrund. Singapur zeigt sich als wichtiger Knotenpunkt für innovative Entwicklungen im maritimen Sektor.
IperionX erhält eine Absichtserklärung über eine potenzielle Ausrüstungsfinanzierung von 11,5 Mio. US-Dollar von der EXIM Bank. Die Finanzierung soll eine Titanium-Produktionsstätte in Virginia unterstützen. CEO Anastasios Arima betont die Bedeutung einer US-internen Titanium-Versorgungskette.
Die Florida International University (FIU) präsentiert ihr neues Cold Spray and Rapid Deposition Laboratory. Das mit 22,9 Mio. US-Dollar durch die US Army geförderte Labor widmet sich dem 3D-Druck und der Weiterentwicklung von Techniken für Hochleistungsmaterialien.
Rosotics hat die ersten Studien zur additiven Fertigung von HY-Klasse-Legierungsstahlstrukturen abgeschlossen, die speziell für maritime Anwendungen entwickelt wurden. Mit ihrem induktionsbasierten M1 3D-Drucker planen sie den Druck großer Metallstrukturen für Tiefsee-Tests durch die US-Marine.
Die NASA hat erfolgreich eine mittels 3D-Druck hergestellte Aluminium-Raketen-Düse getestet. Entwickelt mit dem neuen RAMFIRE-Verfahren zeigt diese Innovation, wie moderne Technologien die Raumfahrt verändern. Das Verfahren könnte Kosten und Komplexität der Raketenherstellung reduzieren.
FKM, ein deutscher Lasersinter-Spezialist, fokussiert sich verstärkt auf den 3D-Druck von Kupferbauteilen. Mit einem Hintergrund in der Elektro- und Energietechnik bietet das Unternehmen Lösungen für komplexe Geometrien und legt dabei den Schwerpunkt auf bestimmte Kupferlegierungen.