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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Forscher an der University of Illinois untersuchten die Optimierung eines Wärmetauschers mithilfe des 3D-Drucks. Sie entwickelten dazu eine spezielle 3D-Konstruktionssoftware. Mit dem 3D-Druck und ihrer Software wollen sie optimierte neue Wärmetauscher ermöglichen.
Forscher der Auburn University in den USA und das Unternehmen EOS North America untersuchten gemeinsam den 3D-Druck von Aluminiumlegierungen. Dazu testeten sie fünf häufig verwendete Aluminiumlegierungspulver AlSi10Mg, Scalmalloy, QuesTek Al, Addalloy® 5T (AD1) und AlF357. Mit den Ergebnissen wollen sie Anwendern die Wahl der geeigneten Al-Legierung leichter machen.
Die Analysten von SmarTech Analysis haben ihren aktuellen Quartalsbericht zu den Zahlen in den Bereichen Metall- und Polymer-3D-Druck herausgebracht. Dieser deutet eine Genesung auf dem internationalen Markt an nach den Auswirkungen durch die COVID-19-Pandemie. SmarTech Analysis prognostiziert außerdem mögliche historische Wachstumsraten.
Das britische Unternehmen thyssenkrupp Materials UK hat einen neuen Metall-AM-Produkt- und -Dienstleistungsangebot angekündigt. Es wird Metallpulver liefern und Dienstleistungen für nach dem Build-Prozess anbieten. Für sein Vorhaben steht dem Unternehmen ein optimiertes Logistiksystem, zentral hergestellte Metallpulver und rund 480 Standorten weltweit zur Verfügung.
Bereits in einigen Feldversuchen konnte die australische Armee den Metall-3D-Drucker WarpSPEE3D von SPEE3D testen. In einem neuen dreiwöchigen Test wurden nun mit dem WarpSPEE3D-Tactical-3D-Drucker Bauteile für den Schützenpanzer M113 hergestellt. Um den Testort zu erreichen, musste der 3D-Drucker 600 km über unwegsames Gelände zurücklegen.
Desktop Metal gab in einer Pressemitteilung bekannt, dass es den italienischen Hersteller von Hydraulik- und Fluidsystemen Aidro übernimmt. Aidro hat neben konventionellen Fertigungsmethoden auch den 3D-Druck sehr erfolgreich in seine Produktion integriert. Wir fassen die wichtigsten Informationen zusammen.
In den Niederlanden haben das 3D-Druck-Unternehmen MX3D zusammen mit KM Yachtbuilders im Rahmen eines Projekts an der Fertigung von Kielen (Schiffbau) aus Aluminium mit dem 3D-Drucker gearbeitet. Damit wollen sie das Potenzial des 3D-Drucks mit dem WAAM-Verfahren demonstrieren. Da es zunehmend weniger erfahrene Schweißer gibt, sind Schiffsbauer auf innovative Fertigungsmethoden für die günstige und effiziente Herstellung ihrer Bauteile angewiesen.
Das 3D-Druck-Unternehmen ExOne stellt mit X1 Tooling eine Reihe von Lösungen für das Spritzgießen oder Umformen von Kunststoff, das Auflegen von Verbundwerkstoffen, das Gießen von Metallen und mehr vor. Das Portfolio soll außerdem bei der Herstellung 3D-gedruckter Werkzeuge in Industriequalität helfen. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Farsoon Technologies hat mit dem neuen Metall-3D-Drucker FS273M das Nachfolgemodell seines FS271M angekündigt. Der Vorläufer wurde sechs Jahre nach seiner Veröffentlichung um zahlreiche Features ergänzt und verbessert und soll dabei helfen, den Metall-3D-Druck vor allem in Branchen mit engen Margen wie Formen und Werkzeugen voranzubringen.
Das aus Singapur stammende 3D-Druck-Unternehmen 3D Metalforge und das Raffinerieunternehmen Par Pacific arbeiten zukünftig gemeinsam daran, 3D-druckbare Teile für die reguläre Lieferkette von Par Pacific zu identifizieren. Anschließend sollen sie mit dem Metall-3D-Druck von 3D Metalforge hergestellt werden.
Das ukrainische Additive Manufacturing-Unternehmen Additive Laser Technology (ALT) hat mit dem Alfa-280 und dem Alfa-150D zwei neue Metall-3D-Drucker auf den Markt gebracht. Eigenen Angaben zufolge ist ALT in der Ukraine der erste Hersteller von additiven Fertigungsmaschinen mit dem Laserbeam-Pulverbett-Fusion-3D-Druckverfahren (PBF). Wir haben uns beide 3D-Drucker angesehen.
Ein Forscherteam von GE Research und den Universitäten UC Berkeley und University of South Alabama arbeiten gemeinsam am Projekt „AIR2CO2“. In dem Projekt soll eine Lösung entwickelt werden, die CO2-Emissionen eindämmt. Zur Entwicklung wird unter anderem der Metall-3D-Druck eingesetzt.
Die Hamburger Bootswerft Ziegelmayer beauftragte das mit 3D-Druck vertraute Unternehmen Fehrmann Alloys mit der Herstellung einer 3D-gedruckten Ruderblattaufhängung für das australische Segelteam bei den Olympischen Spielen 2020. Dabei griffen sie auf ihre Aluminiumlegierung AIMgty zurück. Das Ergebnis gab den Beteiligten Recht. Das australische Segelteam landete auf dem ersten Platz und holte die Goldmedaille bei den weltbesten Seglern in der 470er-Klasse.
Das in den USA ansässige 3D-Druck-Unternehmen The ExOne Company und das Start-up Maxwell Motors arbeiten zusammen an einem neuen Kupfer-E-Wicklungs-Design für die Axialfluss-Elektromotoren von Maxxwell Motors. Diese kommen in Elektroautos und anderen Bereichen zum Einsatz. Eine zentrale Rolle soll das Binder Jetting-3D-Druckverfahren spielen. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Das baden-württembergische Unternehmen MIMplus nimmt das 3D-Druckverfahren Cold Metal Fusion (CMF) von Headmade Materials in sein Angebotsportfolio auf. Das Unternehmen arbeitet dazu mit dem 03D-Drucker MFG230xS des Herstellers XYZprinting, der bereits an das Unternehmen geliefert und in Betrieb genommen wurde. Das 3D-Druckverfahren soll MIMplus neue Lösungen und Produktionsmöglichkeiten auch die 3D-gedruckte Titanbauteile bieten.
Das Rostocker 3D-Druck-Unternehmen AIM3D hat eine neue Extruder-Generation CEM-E2 für seinen CEM-Prozess vorgestellt. Anhand einer 3D-gedruckten Komponenten für den Automobilzulieferer Schaeffler stellte das Unternehmen die Fähigkeiten des Materials PPS mit dem neuen Extruder unter Beweis. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Forscher der TU Graz haben einen neuartigen 3D-Drucker entwickelt, der Hochleistungs-LEDs anstelle von Laserquellen für die additive Fertigung von Metallteilen verwendet. Das Verfahren wird als Selective LED-based Melting (SLEDM)-Verfahren bezeichnet. Mit SLEDM werden zwei zentrale Herausforderungen bei pulverbettbasierten Herstellungsverfahren gelöst: die zeitaufwändige Fertigung großvolumiger Metallbauteile und die zeitaufwändige manuelle Nachbearbeitung.
Desktop Health hat mit „The Shop System“ ein neues 3D-Druck-System für den zahnmedizinischen Bereich entwickelt. Das System liefert schnelle und hochpräzise Druckergebnisse mit geringeren Kosten und geringerem Zeitaufwand als bei vergleichbaren Systemen. Zahntechniker erhalten dichte, komplexe Teile mit äußerst feinen Details und hervorragender Oberflächengüte direkt aus dem Ofen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal wird das Unternehmen The ExOne Company übernehmen. ExOne gab dazu kürzlich die Übernahmedetails bekannt. Kunden von ExOne und Desktop Metal erhalten so ein breiteres Produktportfolio und mehr 3D-Druck-Lösungen, zwischen denen sie wählen können. Die Aktionäre von ExOne müssen der Übernahme noch zustimmen,
Die australische Armee gab in einer Pressemitteilung bekannt, dass sie zwölf weitere Monate den Einsatz des 3D-Druckers von WARPSPEE3D plant. Gemeinsam mit SPEE3D sollen noch mehr Möglichkeiten gefunden werden, wie schnell und auf Abruf Metallteile mit dem 3D-Drucker im Einsatz hergestellt werden können. Wir fassen zusammen.