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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Panerai setzt bei der Uhrenherstellung auf 3D-Druck und präsentiert mit der Submersible-Uhr ein neues Luxusmodell, welches in Zusammenarbeit mit Brabus entstanden ist. Die DMLS-3D-Druck-Technologie ermöglichte eine Gewichtsreduktion von über 40% im Vergleich zu Stahl.
Tritone Technologies, ein israelischer Anbieter von Additivfertigungstechnologien, hat eine exklusive Vertriebsvereinbarung mit EMETRES, einem Marktführer in Portugal, unterzeichnet. Diese Partnerschaft nutzt Tritones innovative MoldJet-Technologie und markiert einen bedeutenden Schritt in Tritones europäischer Expansionsstrategie.
Rheinmetall stellt seine neue mobile Smart Factory vor, die 3D-Druck auf Schlachtfeldern ermöglichen soll. Durch die Herstellung von Ersatzteilen vor Ort wird die Instandhaltung von Militärfahrzeugen deutlich beschleunigt. Der Metall-3D-Druck soll dabei eine entscheidende Rolle spielen.
THOK E-Bikes und das belgische Unternehmen Materialise sorgen für eine Premiere im E-MTB-Segment. Sie präsentieren auf der Eurobike einen 3D-gedruckten Prototypen ihres neuen E-MTBs, der den Weg für eine innovative Zukunft im E-Bike-Design weist.
Schaeffler Sondermaschinenbau hat auf der Automatica 2023 die Markteinführung eines Multimaterial-3D-Druckers für 2024 angekündigt. Mit dieser Innovation können hochpräzise Teile aus Metall- und Keramik-Kombinationen gedruckt werden, wodurch neue Anwendungsfelder im Medizinbereich und E-Mobilität erschlossen werden.
restor3d, ein Unternehmen für den 3D-Druck medizinischer Geräte, wird den MedTech-Riesen Conformis übernehmen. Diese Fusion soll personalisierte medizinische Geräte mithilfe von 3D-Drucktechnologien weiterentwickeln.
AXT und AMAZEMET haben eine Vertriebspartnerschaft geschlossen, wobei AMAZEMET seine Ultraschallzerstäubungstechnologie für den 3D-Druck anbietet. Ihr Flaggschiff-System, rePowder, ermöglicht eine kostengünstige Herstellung von Metallpulvern und ist somit ideal für Forschungs- und Entwicklungszwecke geeignet. Zusätzlich bietet AMAZEMET mit den Produkten safeEtch und inFurner Lösungen für die Nachbearbeitung von 3D-Metall-Drucken an.
Forscher der Washington State University haben eine 3D-Druckmethode für bimetallische Strukturen entwickelt, die sich als signifikant stärker als einzelne Metalle erweisen. Die Technik, inspiriert von der Struktur von Bäumen und Knochen, hat Potenzial für Anwendungen in der Medizin, Raumfahrt und Automobilindustrie.
Das 3D-Druck-Unternehmen Velo3D verkauft zwei 3D-Drucker-Modelle an das Luftfahrtunternehmen Avio. Mit dem Sapphire XC 1MZ und dem originalen Sapphire 3D-Drucker wird Avio den 3D-Druck für seine Herstellung voranbringen. Wir fassen das Wichtigste zum 3D-Druck bei Avio zusammen.
Das französische Unternehmen JPB Système beteiligt sich am 3D-Druck-Hersteller Addimetal und plant, eine offene Hardwareplattform und das Metall-Binder-Jetting-Verfahren zu entwickeln. Die Zusammenarbeit zielt darauf ab, Kleinserien komplexer, leichter und wiederholbarer Teile zu ermöglichen. Versuche von JPB zeigen bisher verkürzte Gesamtdurchlaufzeiten und erhebliche Gewichtseinsparungen durch die Anwendung von MBJ.
IperionX hat eine UL-Validierung für ihr zu 100% recyceltes Titan-Metallpulver für den 3D-Druck erhalten, welches den geringsten quantifizierten Lebenszyklus-CO2-Fußabdruck aufweist. Diese nachhaltige und innovative Produktion ist die erste ihrer Art, die die UL-Validierung erhält.
Das Hochtechnologieunternehmen TRUMPF und der Fahrradbremsenhersteller Trickstuff präsentieren auf der Eurobike-Messe mit 3D-Druck hergestellte Titan-Bremshebel. Diese bieten eine gute Ökobilanz und können auf den Fahrradfahrer individualisiert werden. Wir stellen sie vor.
IperionX liefert nun Titan-Komponenten für Ford Performance Fahrzeuge, die mittels 3D-Druck und einem wasserstoffunterstütztem metallothermischen Reduktionsverfahren hergestellt werden. Nach umfangreichen Tests hat Ford die Komponenten für den Einsatz validiert. Der Prozess zeigt deutliche Nachhaltigkeitsvorteile durch die Verwendung von 100% recyceltem Titan.
Das britische Unternehmen Defiant3D kündigt die Einführung des Defiant200 an, eines erschwinglichen Metall-3D-Drucksystems, das auf einer patentierten Technologie basiert. Verfügbar ab 2024, verspricht es die 3D-Drucklandschaft zu revolutionieren, indem es Kosten deutlich reduziert und Möglichkeiten für die Verarbeitung verschiedener Metalle bietet.
Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) und das australische 3D-Druck-Unternehmen SPEE3D haben eine Partnerschaft für die Einführung einer neuartigen, nicht fusionsbasierten 3D-Druck-Technologie in der Ausbildung geschlossen. Mit dem patentierten Kaltmetallspritzdrucker von SPEE3D will die HAW vor allem in der lokalen Industrie, Schifffahrt und Luft- und Raumfahrt für effizientere Abläufe sorgen.
Forscher haben neue „Designer“-Titanlegierungen für den 3D-Druck entwickelt, die in verschiedenen Technologien eingesetzt werden können. Sie nutzen eine einzigartige Verteilung von Sauerstoff- und Eisenatomen innerhalb von Alpha- und Beta-Titan-Phasen und das Laser Directed Energy Deposition (L-DED) 3D-Druckverfahren für die Herstellung.
ASTM International arbeitet an einer neuen Standardspezifikation für Maraging-Stahl im 3D-Druck, bekannt für seine hohe Festigkeit und Zähigkeit. Der neue Standard, derzeit noch WK82609, soll die Anforderungen für 3D-gedruckte Teile aus diesem Material klären und soll in verschiedenen Industrien, einschließlich Automobil und Luftfahrt, Anwendung finden.
Das polnische 3D-Druck-Unternehmen Zortrax erweitert den Anwendungsbereich seines M300 Dual Desktop-3D-Druckers durch die Einführung von Metall-3D-Druck-Kits. Die Kits enthalten alles Wesentliche für den erfolgreichen Metall-3D-Druck, einschließlich spezieller Filamente und Support-Layer von BASF sowie Gutscheinen für professionelle Nachbearbeitung. Zudem wurden Optimierungen an der Z-SUITE Slicer Software vorgenommen.
Mantle, ein Unternehmen für Metall-3D-Druck, wurde mit dem SME Additive Manufacturing Start-Up Technology Award für seine innovative TrueShape-Technologie ausgezeichnet. Diese Technologie bietet die Möglichkeit, Kosten und Zeit in der Herstellung von Präzisionswerkzeugen zu reduzieren und gleichzeitig bessere Designs zu ermöglichen.
Forscher der Ondokuz Mayıs Üniversitesi haben adaptive Slicing-Techniken für den Binder Jetting 3D-Druck entwickelt und implementiert, die eine Reduzierung der Binder-Jetting-Zeiten um 40% ermöglichen, ohne die Qualität der Teile zu beeinträchtigen. Für ihre wegweisenden Ergebnisse wurden sie auf der ISIF 2023 mit einer Bronzemedaille ausgezeichnet.