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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Vor gut einem Jahr haben General Electric (GE) und die University of Sydney ihre Zusammenarbeit bei der Errichtung des Sydney Manufacturing Hubs in Darlington, Australien, angekündigt, um den Metall-3D-Druck in Australien voranzubringen. Nun wurde das Zentrum eröffnet. Wir haben die Ziele des Zentrums für die kommenden Jahre zusammengefasst.
Das britische 3D-Druck-Unternehmen Wayland Additive, Hersteller des 3D-Druckers Calibur3 mit dem NeuBeam-Metall-3D-Druckverfahren, hat eine Vetriebspartnerschaft mit HTL Co. Japan Ltd. verkündet. HTL wird zukünftig die Metall-3D-Druck-Technologien von Wayland Additive in Japan, Südkorea und Taiwan vertreiben. Laut HTL ist dort die Nachfrage nach industriellen Metall-3D-Druck-Lösungen kontinuierlich gestiegen.
Eine internationale Initiative plant teilweise mit 3D-Druck hergestellte Kunstwerke mit auf den Mond zu schicken. So soll eine ganze Mondgalerie zu einem künftigen Außenposten geschickt. Mit dabei als eines von 100 Kunstwerken ist der mit einem Metall-3D-Drucker hergestellte Würfel „Struktur und Reflexion“ von einer Künstlerin Lakshmi Mohanbabu aus Singapur.
Die im hessischen Heuchelheim ansässige Schunk Group hat sich für die Integration von 3D-Druck in die Produktentwicklungs- und Herstellungsprozesse entschieden. Dafür kommt zukünftig ein X1 25Pro Metall-3D-Drucker von ExOne zum Einsatz. Schunk entschied sich für das Binder Jetting-3D-Druck-System aufgrund der Möglichkeit zur relativ kostengünstigen Massenproduktion sowie der höheren Design- und Materialfreiheit auf sich verändernden Märkten, wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
Das 3D-Druck-Unternehmen AML3D ging mit der DEAKIN University eine Zusammenarbeit ein, um den Einsatz von Bornitrid-Nanoröhren (BNNTs) für den Einsatz im industriellen 3D-Druck zu untersuchen. Damit soll die WAM-Metall-3D-Druck-Technologie von AML3D verbessert werden. Die Verwendung von BNNTs mit Metallen würde die Anwendungsbereiche in verschiedenen Branchen erweitern.
Der US-amerikanische Metall-3D-Drucker-Hersteller Desktop Metal und das Unternehmen Uniformity Labs haben eine Unternehmenskooperation bekannt gegeben, über die sie Binder-Jetting-Pulver mit geringer Porosität für den industriellen 3D-Druck qualifizieren und bereitstellen wollen. Diese sollen eine hohe Sinterteildichte und mechanische Eigenschaften aufweisen. Wir stellen die gemeinsamen Pläne beider Unternehmen vor.
Die Mid Sweden University ist einen Fünfjahresvertrag mit dem Engineering-Konzern Sandvik aus Schweden eingegangen. Gemeinsam wollen die Partner Osprey-Metall-AM-Pulver für das EBM-3D-Druckverfahren entwickeln. Außerdem investiert die Universität in ein neuartigen 3D-Drucker von Sandvik.
Der 3D-Druck-Dienstleister PrinterPrezz hat zwei professionelle 3D-Drucker von Desktop Metal erworben. Dabei handelt es sich um das Shop- und das Production System. Die 3D-Drucker werden PrinterPrezz bei der Entwicklung kleinerer und größerer Produkte für die Medizintechnik unterstützen.
Das neuseeländische 3D-Druck-Unternehmen Foundry Lab hat in einer Finanzierungsrunde der Serie A 8 Millionen US-Dollar einsammeln können. Damit will das Unternehmen seine Digital Metal Casting-Technologie voranbringen. Bei dieser handelt es sich um eine Kombination aus Metall-3D-Druck und der CNC-Bearbeitung.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Metalforge hat gemeinsam mit Partnern aus der Schifffbauindustrie 3D-gedruckte Komponenten auf dem Öltanker „Polar Endeavour“ getestet. Diese befanden sich sechs Monate auf dem Tanker im Einsatz und wurden nun überprüft. Durch den erfolgreichen Abschluss der Tests gehen die Unternehmen davon aus, dass der 3D-Druck durchaus Vorteile für die Schifffahrt bringen kann.
Das italienische 3D-Druck-Unternehmen Additive Appliances konnte sich gemeinsam mit dem Unternehmen Kilometro Rosso einen Zuschuss sichern, um einen additiv gefertigten Wärmetauscher für Haushaltskaffeemaschinen zu entwickeln. Damit soll die ideale Maschine, die Qualität und Nachhaltigkeit in einem Gerät vereint entstehen. Der 3D-Druck soll dabei in den verschiedenen Entwicklungsphasen zum Einsatz kommen.
Das in Italien ansässige 3D-Druck-Unternehmen Prima Additive präsentierte auf der formnext 2021 mit dem Print Genius 150, dem Print Genius 250 und dem Laserdyne 811 gleich drei neue Industrie-3D-Drucker. Die 3D-Drucker arbeiten mit der LPBF- und DED-3D-Drucktechnologie. Hier stellen wir sie einmal genauer vor.
Immer mehr Unternehmen aus immer mehr Branchen, vor allem aus der Industrie, setzen den Metall-3D-Druck vom Prototyping bis zur industriellen Serienfertigung von Metallbauteilen ein. Die stark wachsende Nachfrage und ein immer breiteres Angebot an Metall-3D-Druck-Lösungen hat den globalen Metall-3D-Druck-Markt jetzt auf 4,5 Milliarden US-Dollar wachsen lassen, ergab die neue Marktstudie „Metal 3D Printing Market“ von Verified Market Research.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen EOS hat mit Al2139 AM eine neue Aluminiumlegierung für den industriellen 3D-Druck vorgestellt. EOS zufolge ist es die höchstfeste AM-Aluminiumlegierung des Unternehmens mit einer Streckgrenze und Zugfestigkeit von 500 MPa im wärmebehandelten Zustand- Kunden können unter anderem das Gewicht von 3D-gedruckten Teilen ohne Kompromisse bei der Festigkeit reduzieren.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal hat D2-Werkzeugstahl für den Einsatz mit seiner Production-System-3D-Druck-Plattform qualifiziert. Der vielseitig einsetzbare lufthärtende D2-Werkzeugstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und hohem Chromgehalt zeichnet sich durch seine hohe Härte und Druckfestigkeit nach der Wärmebehandlung aus. Diese Eigenschaften sind unter anderem für Nocken in Öl-, Gas- oder chemischen Verarbeitungsanwendungen ideal, die sich somit jetzt auch mit Hilfe von 3D-Druckern herstellen lassen.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3DGence aus Polen stellte auf der formnext 2021 seine neue Industrie-3D-Drucker-Reihe ELEMENT vor. Zu den Metall-FFF-3D-Druckern gehören die Modelle ELEMENT MP260 und der 3D-Drucker ELEMENT MP350. Der ELEMENT MP260 ist ein Komplettpaket mit 3D-Drucker sowie Sinter- und Entbinderstation.
Das britische 3D-Druck-Unternehmen Renishaw bringt mit dem RenAM 500S Flex und dem RenAM 500Q Flex zwei neue industrielle 3D-Drucker auf den Markt. Die flexiblen Additive Manufacturing-Systeme verfügen über ein Pulverwechselsystem, das einen Materialwechsel während des Produktionsvorgangs möglich macht. Wir stellen die beiden neuen Metall-3D-Drucker einmal genauer vor.
Das israelische 3D-Druck-Unternehmen Tritone Technologies präsentierte auf der formnext 2021 mit dem Tritone DIM einen mittelgroßen Metall-3D-Drucker. Dieser arbeitet mit Tritones bewährter Moldjet-Technologie. Der Tritone DIM eignet sich zur Herstellung von Metallteilen für den Endverbraucher. Wir stellen ihn vor.
Das Schweizer 3D-Druck-Unternehmen Oerlikon AM stellt mit „AlxCrFe2Ni2“ eine neue Hochentropie-Legierung vor, die die Super-Duplex-Edelstähle in puncto Festigkeit übertreffen soll. Das Material eignet sich für den industriellen 3D-Druck von Strukturkomponenten. Ein analytisches Software-Tool verhalf Oerlikon AM dazu, die Entwicklung der Legierung von Jahren auf wenige Monate zu verkürzen. Wir stellen es vor.
Das Fraunhofer IPT hat gemeinsam mit der FH Aachen und dem Unternehmen Präwest eine teils mit dem 3D-Drucker hergestellte, neue MMX-Wasserstoff-Brennkammer für die Luftfahrt entwickelt. Diese soll weniger Stickstoffoxid abgeben und ist mit 3D-Druck auch kostengünstiger in der Produktion. Wir stellen das Projekt einmal vor.