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 in Schweden beheimatete 3D-Druck-Unternehmen Freemelt verkauft sein dritten Metall-3D-Drucker Freemelt ONE nach Nordamerika. Abnehmer ist das Georgia Institute of Technology. Die Wissenschaftler werden dort die Entwicklung neuer Metall-3D-Druck-Materialien vorantreiben.
Die Teilnehmer des MiAMI-Projekts (Material Design for Additive Manufacturing of Industrial Tools) wurden für ihre Arbeit im Bereich der Materialien für industriellen 3D-Druck ausgezeichnet. Bei dem Projekt wurden vier neue Materialien für das Additive Manufacturing hergestellt. Wir stellen die Arbeit aus Schweden vor.
Das Unternehmen Triditive aus Spanien und der taiwanesische Elektronikhersteller Foxconn geben ihre Zusammenarbeit bei der Entwicklung eines Metall-3D-Druckers, der mit dem Binder-Jetting-Verfahren arbeitet, bekannt. Die Partner wollen die Möglichkeiten zur automatisierten Fertigung mit 3D-Druck weiter voranbringen.
Das niederländische 3D-Druck-Unternehmen MX3D hat erneut mit dem Metall-3D-Druck der Oregon Dragon Bench das Können seiner WAAM-3D-Druck-Technologie unter Beweis gestellt. Die Oregon Dragon Bench aus Edelstahl wurde jetzt vor dem LeBron James Building im Nike World Headquarters aufgestellt.
Das 3D-Druck-Unternehmen Xerox Elem Additive Solutions und Siemens geben ihre Zusammenarbeit bekannt. Beide Partner möchten die Kapazitäten des Metall-3D-Drucks in ihren Unternehmen stärken. Eine wichtige Rolle dabei spielt der Metall-3D-Drucker ElemX von Xerox.
GE Aviation Engine Services Singapore (GE AESS) verfügt eigenen Angaben zu Folge über das weltweit erste Wartungs-, Reparatur- und Überholungswerk für die Durchführung von Metall-3D-Druck-Reparaturen an Strahltriebwerkskomponenten. Teile werden dort einzeln individuell angepasst und repariert. In dem Werk wird mit Concept Laser M2-3D-Druckern von GE Aviation gearbeitet.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems und das Industrieinvestmentunternehmen Dussur haben ein Joint Venture gegründet. Gemeinsam wollen sie den 3D-Druck in den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) voranbringen. Ende des Jahres 2022 soll eine fortschrittliche Fertigungsanlage eröffnet werden.
Die Kimura Foundry Group aus Japan ist ein globales Netzwerk von Gießereien. Nun wurde bekannt, dass diese ihre vierten „S-Max“ 3D-Drucker vom Hersteller ExOne für ihren Standort in den USA erworben hat. Es ist damit der insgesamt 10. ExOne-3D-Drucker, den die Unternehmensgruppe betreibt. Zuletzt konnte Kimura seinen Umsatz von 500 % steigern.
Das chinesische 3D-Druck-Unternehmen Eplus3D ist eine Partnerschaft mit dem zahnmedizinischen Unternehmen Biogenic Dental Corporation eingegangen. Biogenic wird den 3D-Drucker EP M150 für seine Arbeiten im Bereich der Zahnprothetik und Laborarbeit verwenden.
Das 3D-Druck-Unternehmen AddUp aus Frankreich hat im Rahmen des Projekts Metal3D gemeinsam mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA einen Metall-3D-Drucker entwickelt, der im nächsten Jahr auf der ISS erstmals getestet werden soll. Wir stellen die Informationen zu dem Weltraum-3D-Drucker einmal zusammen.
Das 3D-Druck-Unternehmen The Virtual Foundry hat mit „Rapid 3DShield Tungsten“ ein Filament zur Strahlungsabschirmung auf Wolframbasis auf den Markt gebracht. Es kann mit FDM-3D-Druckern, die über eine Düse aus gehärtetem Stahl verfügen, verarbeitet werden. The Virtual Foundry geht davon aus, dass es mit 7,51 g/cc das dichteste derzeit auf dem Markt erhältliche FFF-Filament ist.
Der Industriekonzern Linde plant, ein Labor zur Erforschung der Herstellung von Metallpulver noch in diesem Jahr zu eröffnen. Dort möchte das Unternehmen sein Verständnis über Parameter und das Verhalten atmosphärischer Gase verbessern, die bei der additiven Fertigung zum Einsatz kommen. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Die Würth Additive Group hat eine Vereinbarung mit dem Unternehmen Kurtz Ersa unterzeichnet. In Zukunft wird Würth den Alpha 140 3D-Drucker von Kurtz Ersa vertreiben. Kurtz Ersa will damit sein 3D-Druck-System den weltweiten Kunden von Würth und Interessenten in Amerika verfügbar machen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Xerox Elem Additive Solutions installiert sein Flüssigmetall-3D-Druck-System ElemX im Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Mit dem ElemX will die Forschungseinrichtung den Metall-3D-Druck weiter voranbringen. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Die Ultra Safe Nuclear Corporation (USNC) hat zwei 3D-Drucker der X-Serie von Desktop Metal erworben. Diese sollen innovative Brennstoffdesigns für eine neue Generation fortschrittlicher Kernreaktoren ermöglichen. Außerdem plant das USNC weitere 3D-Drucker anzuschaffen und den Einsatz additiver Fertigung auszuweiten.
Forscher vom MSAM Lab der University of Waterloo und des Unternehmens Rio Tinto Material Powders versuchten zu demonstrieren, dass Metal Binder Jetting eine kostengünstige und zuverlässige Alternative zur konventionellen Metallteilefertigung sein kann. Bei ihrer Forschung konzentrierten sie sich auf die Reduzierung von Kostenbarrieren, durch die Verwendung von kostengünstigem, wasserzerstäubten, niedriglegiertem Stahlpulver. Gemeinsam wollen sie weiter an einem Fahrplan für die Einführung risikoarmer, preiswerter Metall-3D-Druck-Technologie arbeiten.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen und Hersteller von Metall-3D-Druckern Desktop Metal gab in einer Telefonkonferenz die Geschäftszahlen für das Jahr 2021 bekannt. CEO Ric Fulop vermeldete einen Umsatzanstieg von 123,2 % vom 3. zum 4. Quartal 2021. Gegenüber dem kompletten Geschäftsjahr 2020 verfünffachte sich der Umsatz sogar fast.
Der spanische Forscher Sergio Corbera von der spanischen Universidad Nebrija hat gemeinsam mit dem Unternehmen ArcelorMittal den 3D-Druck genutzt um einen verbesserten Motorradrahmen aus Stahl herzustellen. Dieser soll deutlich leichter als ein vergleichbares Aluminiummodell sein bei gleicher Stabilität wie vergleichbare Stahlrahmen. Bei der Konstruktion orientierte sich der Forscher an der Knochenstruktur von Vögeln.
Der US-3D-Drucker-Hersteller Desktop Metal hat vor Kurzem das 3D-Druck-Unternehmen ExOne übernommen. Nun gab Desktop Metal bekannt, dass es die Binder-Jetting-3D-Drucker der X-Serie von ExOne vollständig und nahezu unverändert in sein Portfolio integrieren wird. Die 3D-Drucker der X-Serie werden zusätzlich mit Software von Desktop Metal ausgestattet.
Das 3D-Druck-Unternehmen MELD Manufacturing wird mit Unterstützung der Virginia Tech an der Verbesserung seiner Additive Friction Stir Deposition-Technologie arbeiten. Die Forscher untersuchen mögliche neue Anwendungen mit magnetischen Materialien, metallischem Glas und die Entwicklung von Formgedächtnismaterialien. Mit dem Verfahren sollen additiv gefertigte Metallbauteile nahezu ohne Größenbeschränkungen möglich sein.