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 US-Marine hat den Metall-3D-Drucker ElemX vom Hersteller Xerox an Bord der USS Essex installiert. Dieser soll dabei helfen, die Einsatzbereitschaft der Flotte durch die additive Fertigung zu erhöhen. Der 3D-Drucker wurde in einem Schiffscontainer eingerichtet, um robuster gegenüber verschiedener Seegang- und Umweltprobleme sein zu können.
Das französische 3D-Druck-Unternehmen Athletics 3D hat eigenen Angaben zu Folge den ersten einteiligen Biathlon-Gewehrschaft mit einem 3D-Drucker vorgestellt. Um ein möglichst leichtes Objekt zu erhalten bei maximaler Stabilität, nutzten sie den Metall-3D-Druck. Damit gelang es ihnen auch, die Absorption zu erhöhen.
Das 3D-Druck-Unternehmen EOS hat vier neue Werkstoffe für den Einsatz mit seinem Metall-3D-Drucker präsentiert. Zu den Materialien gehören zwei Edelstähle, ein Werkzeugstahl und eine Nickellegierung. Wir stellen sie vor.
Der pulverbett-basierte Metall-3D-Druck ist in der Lage, leichte und extrem feste Komponenten hervorzubringen. Er ist jedoch nicht in jedem Fall wettbewerbsfähig gegenüber der konventionellen Fertigung. Das EU-geförderte Projekt InShaPe, an dem auch der deutschen Metall-3D-Drucker-Hersteller EOS beteiligt ist, soll das ändern. Wir stellen die Ziele von InShaPe einmal genauer vor.
Das 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal und der CNC-Software-Hersteller SolidCAM expandieren in die USA, Großbritannien, Indien und Israel. Die Partner wollen die 3D-Druck-Technologie von Desktop Metal in Asien, Europa und Amerika vertreiben. Geplant ist es, den Unternehmen näherzubringen, wie die additive Fertigung traditionelle subtraktive Methoden ergänzen kann.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen Markforged hat eine Übernahmevereinbarung für den schwedischen 3D-Drucker-Hersteller Digital Metal verkündet. Damit wird es zusätzlich zur Metallextrusion auch das Binder Jetting-3D-Druckverfahren einführen. Wir fassen das Wichtigste zur Übernahme zusammen.
Die beiden schwedischen Unternehmen Graphmatech und Wematter arbeiten gemeinsam an Graphenpulver für den SLS-3D-Druck. Dadurch ermöglichen sie den 3D-Druck elektrisch leitfähiger Teile aus Verbundpulver. Wir stellen die Pläne von Graphmatech und Wematter vor.
Das israelische 3D-Druck-Unternehmen Nano Dimension gibt die Übernahme der beiden niederländischen Firmen Admatec und Formatec bekannt. Mit den Lösungen der beiden Keramik- und Metall-3D-Druck-Unternehmen kann Nano Dimension sein Portfolio weiter ausbauen und seine internationale Expansion vorantreiben. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das bayerische Unternehmen GROB hat mit dem GMP300 seinen ersten selbst entwickelten Metall-3D-Drucker vorgestellt, der mit dem Liquid Metal Printing-(LMP-)3D-Druckverfahren arbeitet. Die Maschine war kürzlich auf dem AM-Forum in Berlin zu sehen. Wir stellen den GROB GMP300 3D-Drucker einmal genauer vor.
Das Öl- und Gas-Multiunternehmen ExxonMobil hat das australische Metall-3D-Druck-Unternehmen AML3D mit dem Bau eines massiven Acht-Tonnen-Druckbehälters beauftragt. AML3D wird dafür seine Wire Arc Manufacturing (WAM)-Technologie nutzen. Insgesamt umfasst der Auftrag ein Kapitalvolumen von 190.000 USD für den 3D-Druck des acht Tonnen schweren Druckbehälters.
Das Metall-3D-Druck-Unternehmen VulcanForms hat durch Investoren 355 Mio. USD erhalten und nun einen Wert von 1 Mrd. USD erreicht. VulcanForms baut und betreibt eine fortschrittliche digitale Fertigungsstruktur im industriellen Maßstab. Dazu hat es unter anderem zwei Produktionsanlagen in Massachusetts eröffnet.
Das deutsche Unternehmen Replique und das weltweit agierende Mobilitätsunternehmen Alstom arbeiten gemeinsam an einer skalierbaren 3D-Druck-Lösung für den 3D-Druck kleiner Losgrößen. In einem ersten Beispiel stellten sie 3D-gedruckte Türstopper aus Edelstahl her. Diese konnten in nur eineinhalb Monaten für den Seriendruck qualifiziert und an das Unternehmen geliefert werden.
Das australische 3D-Druck-Unternehmen SPEE3D hat seine „Phaser-Düse“ auf den Markt gebracht. Mit dieser sollen die Kaltspritz-3D-Drucker von SPEE3D 4-mal schneller als Schallgeschwindigkeit drucken können. Die Phaser-Düse ist ab sofort für alle SPEE3D-3D-Druck-Systeme erhältlich.
Das Fraunhofer IWM und das Kunststoff-Zentrum SKZ forschen gemeinsam an einem verbesserten Prozessverständnis zum 3D-Druckverfahren Powder Bed Fusion. Die Forscher am Fraunhofer IWM haben dazu numerische Simulationsverfahren entwickelt. Vor Kurzem präsentierten sie ihre Arbeit an der international besuchten Konferenz auf Schloss Montabaur.
Ingenieuren des Indian Institute of Technology Jodhpur (IIT) ist es gelungen, einen preiswerten DED-Metall-3D-Drucker zu entwickeln. Mit Maschinen wie diesen soll die Herstellung von Metallteilen in Indien effizienter werden. Bis auf wenige Komponenten wurde fast alles an dem 3D-Drucker selbst gebaut. Wir stellen die Maschine einmal genauer vor.
Das baskische Unternehmen MADIT erwirbt mit dem RenAM 500Q seinen vierten Metall-3D-Drucker vom britischen Hersteller Renishaw. Mit diesem möchte das Unternehmen seine Produktionskapazität weiter erheblich steigern. Das AM-System soll 3D-gedruckte Objekte aus Titan herstellen. MADIT setzt auch auf Post-Processing im eigenen Haus für ein optimales Finish der 3D-gedruckten Teile.
Das 3D-Druck-Unternehmen InssTek aus Korea hat eine seiner neuesten Entwicklungen vorgestellt, die dem Unternehmen mit seinen verschiedenen 3D-Druck-Technologien gelungen sind. Zum Beispiel wurde ein 3D-gedrucktes künstliches Hüftgelenk erfolgreich hergestellt und von der FDA zugelassen. Außerdem konnte InssTek erfolgreich mit 3D-Druck eine skalierte Raketendüse aus mehreren Materialien für die Luft- und Raumfahrt drucken.
Das 3D-Druck-Unternehmen AddUp wird am 22.06.2022 sein erstes Tochterunternehmen außerhalb Frankreichs eröffnen. Das AddUp Solution Center befindet sich in Nordamerika und wird dort einige AM-Arbeitsbereiche bieten, sowie zahlreiche PBF- und DED-3D-Drucker einsetzen. Das Unternehmen, das seit sechs Jahren im Metall-3D-Druck tätig ist, beschäftigt sich vorwiegend mit der Entwicklung von PBF- und DED-AM-Lösungen.
Die beiden 3D-Druck-Unternehmen MELD Manufacturing und Ingersoll Machine Tools wollen gemeinsam Großformat-3D-Drucker für das Jointless-Hull-Projekt der US-Armee entwickeln, mit denen komplette Fahrzeugrümpfe mit additiver Fertigung entwickelt werden können. Die geplanten 3D-Drucker sollen Bauvolumina von 1.000 x 1.000 x 1.000 mm bis 6.000 x 4.500 x 2.000 mm möglich machen können. Wir fassen das bisher Bekannte zusammen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Velo3D kündigt mit dem neuen Sapphire XC 1MZ 3D-Drucker ein additives Fertigungssystem an, das neunmal größer ist als der ursprüngliche 3D-Drucker der Sapphire-Reihe. Er hat einen Bauraum mit einem Durchmesser von 600 mm und einer Höhe von 1.000 mm. Erste Modelle des 3D-Druckers Sapphire XC 1MZ werden im dritten Quartal 2022 ausgeliefert. Wir stellen ihn vor.