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 niederländische 3D-Druck-Unternehmen Ultimaker und BASF haben ein Metal Expansion Kit angekündigt, das für den 3D-Drucker Ultimaker S5 entwickelt wurde. Anwender können damit effizient zwischen dem Drucken von Kunststoff und Metall wechseln. Wir stellen es vor.
Das europäische Luft- und Raumfahrtunternehmen Airbus und die ESA planen mit dem Metal3D einen ersten Metall-3D-Drucker auf der Raumstation ISS zu installieren. Damit will das Unternehmen erstmals den 3D-Druck von Metallobjekten im Weltraum möglich machen. Langfristiges Ziel ist es, unter anderem Satelliten im All zu recyceln und daraus neue Komponenten im All zu drucken.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen und Hersteller für Metall-3D-Drucker Desktop Metal baut 12 % seines Personals in den USA ab und konsolidiert seine Unternehmensstandorte weltweit. Dadurch soll die Betriebsstruktur vereinfacht und Ausgaben gesenkt werden. Mit dieser strategischen Integrations- und Kostenoptimierungsinitiative richtet Desktop Metal seine operative Struktur und das erworbene Markenportfolio neu aus.
Forscher aus Japan von der Kyushu University haben zusammen mit Partnern nach einer Methode gesucht, um mit 3D-Druck Einkristall-Strukturen aus reinem Nickel herzustellen. Dazu verwendeten sie als 3D-Druckverfahren das selektive Laserschmelzen. Einkristall-Strukturen aus Hochtemperaturmetallen wie Nickel eignen sich besonders gut für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und eröffnen ganz neue Anwendungsmöglichkeiten für die additive Fertigung.
Die Lufthansa Technik und Premium AEROTEC haben eigenen Angaben zu Folge das weltweit erste, mit einem 3D-Drucker hergestellte, lasttragende Metallteil hergestellt. Das Bauteil wurde für den Einsatz im Flugzeug zugelassen und zeigt, dass auch strukturrelevante Metallteile für den Einsatz außerhalb der Kabine additiv gefertigt und für den Flugbetrieb durch die EASA zugelassen und luftfahrtzertifiziert werden können. Ein Meilenstein in der additiven Fertigung für die Luftfahrtindustrie.
Das britische 3D-Druck-Unternehmen WAAM hat mit der RoboWAAM 3D-Drucker eine Metall-3D-Druck-Plattform für die Herstellung großformatiger Metallobjekte präsentiert. Der RoboWAAM bietet ein Bauvolumen von 2000 x 2000 x 2000 mm. Wir stellen die Maschine einmal genauer vor.
Das 3D-Druck-Unternehmen AddUp Inc. und die Acrotec Group geben ihre Partnerschaft bei der Entwicklung industrieller Lösungen für die Medizintechnik-Branche bekannt. Beide beschäftigen sich bereits mit der Herstellung von Implantaten sowie Instrumenten für chirurgische Eingriffe. In ihrer Partnerschaft wollen sie ihr Know-how bündeln und neue Ideen hervorbringen.
Das chinesische Materialunternehmen Changsha Tijo Metal Material Co., Ltd. (kurz TIJO) bietet seit Kurzem seine Nickellegierung IN625 auch als 3D-Druck-Metallpulver an. Die nicht magnetische, korrosions- und oxidationsbeständige Superlegierung auf Nickelbasis erfüllt die hohen Anforderungen an viele Industriebereiche für die additive Fertigung.
Das Desktop Metal Tochterunternehmen Aidro aus Italien hat sich erfolgreich als Lieferant von mit 3D-Druck hergestellten Komponenten für Leonardo Helicopters qualifiziert. Es ist eines von zwei Unternehmen, das diese Qualifizierung erreicht hat. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Das Raumfahrtunternehmen Fleet Space Technologies (Fleet) hat seinen Satelliten Centauri 5 erfolgreich auf der Space X Falcon 9 Transporter-5-Mission gestartet. Dieser verfügt über komplett mit 3D-Druck hergestellte Ganzmetall-Patchantennen. Es war der dritte erfolgreiche Start von Fleet mit Space X.
Das US-Unternehmen Ursa Major hat sein größtenteils 3D-gedrucktes Arroway-Raketentriebwerk fertiggestellt, das ab sofort bestellbar ist und ab 2025 ausgeliefert werden soll. Das 3D-gedruckte Raketentriebwerk Arroway soll die bisher in Russland hergestellten Triebwerke ersetzen.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems wurde von Airbus Defence and Space mit der Herstellung von Komponenten für den Telekommunikationssatelliten OneSat beauftragt. 3D Systems hat dafür eine Additive Manufacturing-Fertigungslösung mit seinem 3D-Drucker DMP Factory 500 vorgestellt.
Das Schweizer Unternehmen Angst+Pfister hat einen neuen Sauerstoffsensor für das Additive Manufacturing vorgestellt. Der Sauerstoffsensor eignet sich für Anwendungen im Metall-, Keramik- und Polymer-3D-Druck. Er ist in zwei Varianten verfügbar.
Die 3D-gedruckte Ventil-Upgrade-Lösung Retrofit3D erlaubt es Öl-, Gas-, Strom- und Energieerzeugungsunternehmen bei Problemen mit ihren Ventilen, diese nicht unbedingt austauschen zu müssen, wie es bisher immer der Fall war. Das gelingt dank einer detaillierten technischen Lösung mit der DRAG-Technologie des Unternehmens. Wir stellen das Produkt und die positiven Folgen für Unternehmen vor.
Ein Team estnischer Forscher von der Technischen Universität Tallinn und der Estnischen Universität für Biowissenschaften untersuchte den 3D-Druck weichmagnetischer Kerne. Primäres Ziel war es, einen optimierten Workflow für den 3D-Druck von Magnetkernen zu finden. Außerdem wollen sie weiter untersuchen, wie sich die Geometrien der 3D-gedruckten Kerne verbessern lassen.
Das 3D-Druckunternehmen Eplus3D und der Software-Hersteller Oqton geben ihre strategische Partnerschaft bekannt. Zusammen wollen sie Dentallabore dabei unterstützen, produktiver zu arbeiten und ihren Kunden einen besseren Service zu bieten. Die Fertigungssoftware von Oqton, bei der auch Künstliche Intelligenz zum Einsatz kommt, spielt dabei eine wichtige Rolle.
Das US-Start-up Grid Logic hat auf der RAPID+TCT 2022 sein 3D-Druckverfahren für den Multi-Material-3D-Druck mit mehreren unterschiedlichen Metallen oder der Kombination von Metallen und Keramik in einem Druckvorgang vorgestellt. Das Verfahren ähnelt dem Binder Jetting-Verfahren, verzichtet allerdings auf den Binder. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das deutsche Technologieunternehmen TRUMPF hat das AlSi10Mg-Aluminiumpulver von Equispheres für seine 3D-Drucker-Serie TruPrint 3000 qualifiziert. TRUMPF wird zwei Parametersätze für die Equispheres-Materialien freigeben und es so ermöglichen, seinen Kunden eine bessere Qualität bei höheren Bauraten zu erzielen.
Das schwedische 3D-Druck-Unternehmen Digital Metal stellt mit DMP/PRO ein neues additives Fertigungssystem für die Präzisionsfertigung von Metall-Binder-Jetting-Komponenten vor. Diese soll in der Lage sein 1.000 cm³ große Teile pro Stunde bei 1600 dpi Auflösung anzufertigen. Digital Metal beschreibt die Maschine als eine Plattform, die speziell für die Zusammenarbeit mit Entbinderungs-, Sinter- und Nachbearbeitungsgeräten entwickelt wurde.
Das 3D-Druck-Unternehmen AddUp und der Materialhersteller Uniformity Labs arbeiten gemeinsam daran, die Titanlegierung Uniformity Ti64 Grade 23 als fortschrittliche Materialoption für den industriellen 3D-Drucker FormUp350 zu vermarkten. Die neue Generation des modularen und skalierbaren 3D-Druckers FormUp350 wurde im Vorjahr eingeführt. Auch andere Materialien auf der FormUp350-Plattform sollen mit AddUp verifiziert werden.