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 Metall-3D-Druck-Unternehmen 3D Metalforge ist eine Vertriebspartnervereinbarung mit IKM Measurement Services Australia (IKM MSA) eingegangen. IKM MSA aus Australien soll die Produkte und Dienstleistungen zur additiven Fertigung von 3D Metalforge auf dem Markt in Australien vertreiben. Wir stellen die Ziele der Vereinbarung vor.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal hat den ersten Metall-3D-Drucker seiner Production-System-P-50-Maschinen an den Hersteller für Elektrowerkzeuge Stanley Black & Decker ausgeliefert. Der Production System P-50 soll eine besonders hohe Produktionseffizienz bieten und mit traditionellen Herstellungsmethoden konkurrieren können. Bisher wurden zehn Metalllegierungen für den 3D-Druck mit dem System qualifiziert.
Das deutsche Unternehmen Sennheiser bringt am 8. März 2022 mit dem Modell „IE 600“ neue Ohrhörer mit besonders hoher Klang- und Produktqualität auf den Markt. Diese wurden mit 3D-Druckern gedruckt und bestehen aus einem besonders robusten und klangvollen Metallgehäuse. Das verwendete Material wird sonst nur in der Luft- oder Raumfahrt eingesetzt.
Das österreichische Unternehmen RENA Technologies Austria GmbH hat mit Hirtisierens® ein Verfahren entwickelt, mit dem 3D-gedruckte Metallteile vollautomatisiert nachbearbeitet werden können. Die Technologie soll sich auch für die Serienfertigung eignen. Wir stellen sie vor.
Das indische 3D-Druck-Unternehmen Intech Additive Solutions hat bekanntgegeben, dass das Unternehmen 3D Engineering Automation Aufgaben als Reseller von Intech 3D-Druckern übernehmen wird. Intech hat bisher mehrere Metall-3D-Drucker auf den Markt gebracht. 3D Engineering Automation soll Intech dabei helfen in Indien zu expandieren.
Forscher an der Nanyang Technological University Singapore haben eine kostengünstige und schnelle Methode entwickelt, die Struktur 3D-gedruckter Metallteile zu analysieren und einen Einblick in die Materialqualität zu gewähren. Diese Methode würde der Luft- und Raumfahrtbranche Vorteile bringen, da schnelle, kostengünstige Bewertungen unternehmenskritischer Teile wie Turbinen, Lüfterblätter oder anderen Komponenten ein Wendepunkt für die Wartungs-, Reparatur- und Überholungsbranche sein können. Wir stellen die Methode vor.
Der japanische Hersteller von Elektrogeräten und Elektronik, Mitsubishi Electric Corporation wird im März 2022 auf der AM-Expo in Tokyo seinen neuen Metall-3D-Drucker AZ600 vorstellen. Bei diesem handelt es sich um einen 3D-Drucker mit dem Directed Energy Deposition-Verfahren, der in zwei Varianten angeboten wird. Wir werfen einen ersten Blick auf ihn.
Das US-amerikanische Metall-3D-Druck-Unternehmen Xact Metal hat seinen Einstieg in die Dental-3D-Druck-Branche verkündet. Dazu hat es eine Komplettlösung vorgestellt, die kleinen und mittleren zahnmedizinischen Unternehmen eine preiswerte und zuverlässige 3D-Druck-Lösung bieten soll. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Verve Cycling aus Großbritannien hat 2014 mit dem Infocrank einen Leistungsmesser auf den Markt gebracht, der Anwendern zu Folge zwar sehr gute Ergebnisse lieferte, sein Gewicht aber zu hoch war. Im Vorjahr arbeitete das Unternehmen gemeinsam mit METRON Additive Engineering an einer verbesserten Variante seines Infocrank. Britische Radsportler konnten im Training die Vorteile der neuen Infocrank 3D Ti bereits jetzt für sich nutzen.
Das chinesische 3D-Druck-Unternehmen Farsoon Technologies hat die Schlittschuhkufen für das chinesische Team bei den Olympischen Winterspielen 2022 in Peking mit einem 3D-Drucker hergestellt. Farsoon druckte diese mit dem Farsoon FS421M Metall-3D-Druck-System, mit dem Ziel eine Gewichtseinsparung von 20 % zu erreichen. Dabei nutzten sie eine AlMgSc-Legierung.
Das Darmstädter Start-up-Unternehmen 2oneLab GmbH stellt mit dem 3D-Drucker 2CREATE seinen ersten Metall-3D-Drucker vor. Dieser arbeitet mit dem PBF-LB-3D-Druckverfahren und eignet sich unter anderem für den 3D-Druck in der Dentalbranche. Neben dem 2CREATE bringt 2oneLab mit der Software 2BUILD und dem Pulversieb 2SIEVE nützliches Zubehör auf den Markt.
Das französische Unternehmen Thales Group hat einen mit Titan-3D-Druck hergestellten, elektrischen Triebwerksmechanismus vorgestellt. Dieser besteht aus nur sieben Strukturteilen und wurde mit einem optimierten Design gedruckt um eine deutliche Gewichtsreduzierung zu erreichen. Seit 2019 entstehen 3D-gedruckte Teile für den ETHM bei Thales 3D Morocco.
Das Metall-3D-Druck-Unternehmen Meltio konnte das Start-up Ziknes als ersten Integrator der Meltio Engine-Technologie für robotergesteuerte Systeme zum großformatigen Metall-3D-Druck gewinnen. Diese Vereinbarung war mithilfe von Sicnova, dem offiziellen Vertriebspartner von Meltio auf der iberischen Halbinsel, möglich. Mit Máquinas e Soluções hat Meltio außerdem einen neuen Vertriebspartner in Brasilien.
CATEC ist verantwortlich für die Konstruktion und Produktion des hinteren Rumpfs des vom Unternehmen Airbus Helicopters entwickelten, experimentellen Hochgeschwindigkeits-Flugschraubers RACER. Der RACER erreicht eine Reisegeschwindigkeit von 400 km/h. Damit eignet er sich für den Einsatz als Flugzeug für medizinische Notfalltransporte sowie Such- und Rettungseinsätze und muss äußersten Belastungen standhalten.
Forscher der NOVA University Lisbon entwickeln mit dem µ-WAAM-Verfahren eine hochpräzise 3D-Druck-Technologie mit Metalldrahtmaterialien mit einem Durchmesser von nur 250 µm. Der µ-WAAM-Ansatz eignet sich den Forschern zufolge für die Herstellung dünner Wände und anderer komplizierter Strukturen. Wir stellen ihn vor.
In Indien gelang es den Ärzten des Manipal Hospitals einen Krebspatienten mit einem 3D-gedruckten Titanimplantat das Leben zu retten. Das Implantat wog aufgrund einer modifizierten Wabentechnologie weniger als 250 Gramm, anstatt der 5 Kilogramm, die eine Operation bei dem Patient unmöglich gemacht hätten. Wir stellen das 3D-gedruckte Brustimplantat und den Weg bis zur Operation einmal genauer vor.
Das Metall-3D-Druck-Unternehmen HBD hat eine Serie-A-Finanzierung in Höhe von 60 Mio. US-Dollar erfolgreich abgeschlossen. HBD plant mit dem Millionenkapital unter Anderem, eine neue Stätte für Forschung und Entwicklung (F&E) sowie eine neue Produktionsstätte zu errichten, um der wachsenden Nachfrage nach industriellen 3D-Druck-Systemen, -Materialien und -Dienstleistungen gerecht zu werden. Außerdem wird HBD weiter in Hightech-F&E, technische Teambildung und High-End-Fertigung investieren.
Das Additive Manufacturing-Unternehmen GE Additive von General Electric und die australische Regierung von New South Wales arbeiten schon länger daran, den Metall-3D-Druck in Australien voranzubringen. Nun ermöglicht ein 37 Mio. USD teures Programm namens „New Education and Training Models (NETM)“ Trainingskurse für Arbeiter in Australien anzubieten. Sie sollen lernen, wie sie Weltraumtechnologie und Hightech-Komponenten herstellen können.
Forscher der IMDEA Nanociencia aus Spanien entwickelten eine Methode, wie sie Ferritrückstände von Magneten recyceln und diese weiterverarbeiten konnten. Sie verwendeten das Material, um daraus Verbundfilament mit magnetischen Eigenschaften zu machen. Aus diesen konnten sie anschließend magnetische Objekte drucken.
Die beiden schwedischen Unternehmen Höganäs AB und Piab AB haben eine Kooperation beschlossen, um gemeinsam Methoden und Prozesse zu entwickeln, die den Metallpulverabfall in der additiven Fertigung reduzieren, bei gleichzeitiger Verbesserung der Prozesseffizienz und -sicherheit.