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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Die britische Stadt Silverstone ist vielen von den dortigen Formel 1-Rennen bekannt. Jetzt verfügt Silverstone auch über ein digitales Fertigungszentrum. Mit dem Digital Manufacturing Centre DMC bietet der Anbieter End-zu-End-Lösungen und vereint Metall-, Polymer- und Silikon-3D-Druck-Prozesse mit zusätzlichen Bearbeitungs-, Endbearbeitungs- und Inspektionsdienstleistungen für zahlreiche Branchen wie dem Motorsport, Schifffahrt sowie Medizin und weitere.
Das 3D-Druck-Unternehmen Burloak Technologies hat eine zweite 3D-Druck-Anlage eröffnet. Nach der ersten Anlage in Kanada mit rund 6.000 Quadratmetern Platz, wurde nun eine 3D-Druck-Anlage im kalifornischen Camarillo eröffnet. Diese bietet weitere 2.000 Quadratmeter Platz und wird Teil der Zusammenarbeit mit Carpenter Technology sein.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3DEO gab bekannt, dass es in diesem Monat das bereits einmillionste 3D-gedruckte Teil an seinen Kunden ausgeliefert hat. Einer aktuelle Untersuchung nach zählt 3DEO zu den größten Metall-3D-Druck-Unternehmen weltweit. Wir stellen das Unternehmen vor und werfen einen Blick auf die Pläne von 3DEO.
Das Fraunhofer IWS untersucht im Rahmen des „ShapeAM“-Projekts die Arbeit mit dem Coherent Beam Combining-Verfahren. Dabei erzeugt ein 13-Kilowatt-Laser im Betrieb schnell unterschiedliche Energieverteilungsmuster. Die ausführlichen Tests sollen mögliche Anwendungsbereiche evaluieren, zu denen auch die additive Fertigung zählt.
Das 3D-Druck-Unternehmen RAMLAB hat am Hafen von Rotterdam die weltweit ersten 3D-gedruckten Poller vorgestellt. Diese werden am neuen Kai im Sleepboothaven installiert und zum Anlegen von Schiffen für Broekman Project Services eingesetzt. Die Verantwortlichen wollen noch weitere Ideen zur Nutzung des 3D-Drucks am Hafen untersuchen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Digital Metal stellt mit dem DPS 1000 eine neue Entpulverungsstation vor. Diese entfernt alle losen Pulver von den 3D-gedruckten Komponenten in einem halb automatischen Prozess. Bei Bedarf können mit dem manuellen Reinigungsprozess nochmals Teile mit zum Beispiel komplexen Geometrien ein weiteres Mal bearbeitet werden.
Das 3D-Druck-Unternehmen Sintavia hat eine proprietäre 3D-Druck-Technologie für GRCop-42 entwickelt. Eine derartige Kupferlegierung wird von der NASA und Raumfahrtunternehmen verwendet. Sintavia arbeitet außerdem an proprietären Standards für weitere 3D-Drucker-Materialien und feuerfeste Legierungen für die Luft- und Raumfahrt und das Militär.
Das in Indien ansässige 3D-Druck-Unternehmen amace solutions bringt mit dem ALM 400 seinen ersten PBF-3D-Drucker auf den Markt. Dieser bietet ein Bauvolumen von 410 mm x 410 mm x 450 mm. Features wie ein intelligentes Pulvermanagementsystem sorgen für effizientes Arbeiten mit dem Industrie-Metall-3D-Drucker.
Der chinesische 3D-Drucker-Hersteller Hanbang United 3D Technology Co., Ltd (HBD) erhielt von mehr als 120 Studenten und Lehrern der Shanghai University of Engineering Science Besuch, um mehr über den Metall-3D-Druck zu erfahren. Das Unternehmen ist gleichfalls auf der Suche nach hoch qualifizierten Talenten, . Auch in Europa wird der 3D-Druck stärker in die Ausbildung integriert.
AMCM, ein vor drei Jahren gegründetes Unternehmen des 3D-Drucker-Herstellers EOS, entstand mit dem Ziel, bislang noch nicht realisierte 3D-druckbare Anwendungen möglich zu machen. Dabei wurden einige Ideen mit adaptierten 3D-Druck-Systemen von EOS umgesetzt. Jetzt stellt AMCM seine bisherigen Erfolge zum 3D-Druck vor, die wir in folgendem Beitrag einmal zusammenfassen.
Das globale Energieunternehmen Shell wird den 3D-Druck künftig auch bei der Ersatzeilproduktion von Bauteilen für Offshore-Anlagen einsetzen. Dazu erhielt es eine Zertifizierung von der unabhängigen Bewertungsgesellschaft Lloyd’s Register. Neben einem neu entwickelten 3D-gedruckten Druckbehälter haben die Ingenieure von Shell auch zahlreiche Teile wie Laufräder hergestellt, die bereits in Betrieb sind.
Die weltweit erste 3D-gedruckte Stahlbrücke von MX3D konnte drei Jahre nach der Herstellung mit dem Roboterschweißsystem (WAAM) von MX3D in Amsterdam erfolgreich installiert werden. Sie ist mit einem Netzwerk an Sensoren ausgestattet das die Verantwortlichen über den Zustand der Brücke auf dem Laufenden hält. Ab der zweiten Julihälfte kann sie erstmals in der niederländischen Hauptstadt genutzt werden.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal übernimmt den belgischen Hersteller von Multi-Material-Depositionssystemen Aerosint. Damit wird Aerosint 100%iges Tochterunternehmen von Desktop Metal. Der Multi-Material-Ansatz von Aerosint zur Pulverabscheidung wird so ebenfalls Teil des US-Herstellers.
ExOne, ein weltweit führender Hersteller von industriellen Sand- und Metall-3D-Druckern mit Binder-Jetting-Technologie aus den USA, hat sein neues Metall-3D-Druck-Adoptionszentrum an seinem europäischen Hauptsitz im bayerischen Gersthofen nahe Augsburg eröffnet. Die neue 270 m² große Anlage bietet End-to-End-Dienste für die Einführung der Binder-Jetting-3D-Drucktechnologie in Unternehmen.
Der kanadische Metall-3D-Druck-Dienstleister Burloak Technologies hat zwei weitere Metall-3D-Drucker für sein Additive Manufacturing-Kompetenzzentrum erworben. Dabei setzt Burloak auf die TruPrint 2000 vom deutschen Hersteller TRUMPF. Vor einem Jahr hat Samuel, Son & Co., Ltd. das Unternehmen für den industriellen 3D-Druck übernommen und baut die AM-Kapazitäten seither stetig aus.
Das Metall-3D-Druck-Unternehmen Freemelt Holding AB aus Schweden geht an die Börse. Ab dem 7. Juli 2021 beginnt der erste Handelstag für Freemelt am Nasdaq First North Growth Market, dem schwedischen NASDAQ. Freemelt erhofft sich dadurch eine Steigerung der Bekanntheit des Unternehmens und seiner Produkte.
Das niederländische 3D-Druck-Unternehmen MX3D und der italienische Künstler Riccardo Raggazoni haben gemeinsam das Tresse-Projekt realisiert. In diesem wurde ein vollständig mit Metall-3D-Druck hergestellter Edelstahlturm mit der WAAM-3D-Drucktechnologie hergestellt. Unterstützt wurde die Arbeit von der Software MetalXL, der ersten dedizierten WAAM-Robotersoftware von MX3D.
Das 3D-Druck-Unternehmen Azoth hat für den manuellen Schaltknauf in allen neuen 2022 Cadillac Blackwing-V-Serien-Modellen ein 3D-gedrucktes Metallobjekt mit dem Bnder Jetting 3D-Druckverfahren hergestellt. Die Fahrzeugmodelle sind mit einem Schaltgetriebe und 3D-gedruckten Bauteilen ausgestattet. Das Binder Jetting erfüllt dabei alle Anforderungen des Production Part Approval Process (PPAP).
Mit der Continuous Laser Assisted Deposition (CLAD) hat das britische Unternehmen ioTech ein speziell für die Herstellung von Elektronikanwendungen entwickeltes 3D-Druckverfahren vorgestellt. An einem CLAD-3D-Drucker wird dem Hersteller zu Folge bereits gearbeitet. Wir fassen die bisher bekannten und wichtigsten Informationen zusammen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Markforged bringt mit dem Metal X Gen 2, dem Software-Update Next Day Metal und der X7 Field Edition die Erweiterungen der „The Digital Forge“-Plattform auf den Markt. Das Software-Update beschleunigt die 3D-Druck-Geschwindigkeit der Markforged-3D-Drucker damit deutlich, verspricht der Hersteller. Beim neuen Metal X Gen 2 3D-Drucker handelt es sich um ein mit zahlreichen Upgrades ausgestattetes Nachfolgemodell des Metal X 3D-Druckers. Wir stellen die Neuheiten einmal genauer vor.