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 kanadische Additive Manufacturing Metallpulver-Hersteller PyroGenesis wird seit wenigen Tagen an der US-Börse NASDAQ gehandelt. Das Unternehmen, das sich als Erfinder der Plasma-Zerstäubungstechnologie bezeichnet, will künftig der zunehmenden Frage nach hochwertigen zerstäubten Metallpulvern für den industriellen 3D-Druck nachkommen. Mit der Ausgründung PyroGenesis Additive entstand 2019 ein Unternehmen, das sich auf diesen Bereich konzentriert.
Das 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal hat ein für das Binder-Jetting vollständig dichtes, sinterbares 6061-Aluminium angekündigt. Dies entstand in Zusammenarbeit mit dem Materialhersteller Uniformity Labs. Die Unternehmen erklären, dass sich damit einige neue Anwendungsmöglichkeiten im Metall-3D-Druck auftun.
Das 3D-Druck-Unternehmen VELO3D hat einen Platz auf der renommierten Liste von Fast Company erhalten. In der Kategorie der „Innovativsten Unternehmen für das Jahr 2021“ konnte VELO3D die Jury mit seiner Arbeit überzeugen. Für Fast Company war es wichtig, Unternehmen auszuwählen, die „Furchtlosigkeit, Einfallsreichtum und Kreativität angesichts der Krise“ gezeigt haben und gleichzeitig auch in Zukunftsbranchen tätig sind.
Die U.S. Army hat dem Penn State College of Engineering 434.000 US-Dollar Forschungsgelder zur Verfügung gestellt, damit diese den 3D-Druck hochfester Legierungen erforschen. Das Team plant einen Ansatz basierend auf der Laser Directed Energy Deposition (L-DED)-3D-Druckverfahren.
Der US-amerikanische Fahrzeughersteller PIX Moving setzt mit Hilfe der WAAM-3D-Drucktechnologie auf die Entwicklung autonomer Fahrzeuge. Der größte Teil des PIX-Produktionsprozesses besteht dabei aus dem generativen designorientierten 3D-Druck-Workflow. Mit seinen Automobilen will „PIX“ einen Paradigmenwechsel in der Automobilbranche erreichen. Wir stellen das Fahrzeug und die Prozesse bei PIX Moving einmal genauer vor.
Der in Lübeck ansässige Hersteller industrieller Metall-3D-Drucker SLM Solutions hat die ersten Zahlen für sein Geschäftsjahr 2020 veröffentlicht. In diesen zeigt sich trotz Coronavirus-Pandemie ein deutliches Umsatzwachstum von 20% auf einen Gesamtumsatz von 61 Millionen Euro für 2020.
Forscher der russischen Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU) haben einen Hochleistungs-3D-Drucker für die Herstellung von Titanstrukturen und der In-Situ-Synthese von Legierungen entwickelt. Der 3D-Drucker verfügt über eine doppelt so hohe Drahtvorschubrate wie vergleichbare Modelle, berichten die Wissenschaftler aus Russland. Wir stellen das neue Gerät vor.
Das 3D-Druck-Unternehmen Digital Metal hat mit „DM Cu“ ein reines Kupferpulver für den 3D-Druck mit dem Binder-Jet-3D-Druckverfahren vorgestellt. Dieses kann mit 3D-Druckern wie dem Digital Metal DM P2500 eingesetzt werden. Das Material zählt laut dem schwedischen Hersteller zu einer der meisten erwarteten Materialeinführungen und macht 3D-gedruckte Bauteile aus 99,9% reinem Kupfer möglich.
Das junge 3D-Druck-Unternehmen Mantle aus San Francisco (USA) will mit seinem Metall-3D-Druck-Prozess TrueShape den 3D-Druck von Metallobjekten einfacher und besser machen. Dazu benötigt der TrueShape-Prozess nur drei Schritte. Von Investoren sammelte Mantle bereits 13 Milliarden US-Dollar ein, um seine Fertigungstechnologie voranzubringen.
Das US-Hersteller für Metall-3D-Drucker Markforged gab in einer Pressemitteilung bekannt, dass es mit der Hilfe des SPAC-Unternehmens One an die Börse gehen wird. Damit ist nach Desktop Metal ein weiteres Metall-3D-Druck-Unternehmen diesen Schritt gegangen. Markforged rechnet mit einem Erlös von bis zu 425 Millionen US-Dollar.
Das Raumfahrtunternehmen Orbex hat das 3D-Druck-Unternehmen AMCM mit der Entwicklung eines Großformat-3D-Druck-Systems beauftragt. Dieses soll den 3D-Druck großformatiger Metallkomponenten für den Einsatz in der Raumfahrt möglich machen, die Orbex in seine Raketen integrieren möchte. Geplant ist eine komplette 3D-Druck-Suite mit Nachbearbeitungsmaschinen und Bildverarbeitungssystemen. AMCM erhält dafür ein Budget in Millionenhöhe.
Der Spezialchemiekonzern ALTANA hat die TLS Technik GmbH Spezialpulver & Co. KG aus Bitterfeld in Sachsen-Anhalt übernommen. Damit will ALTANA seinen Geschäftsbereich ECKART ausweiten. ECKART wird mit AMT- und TLS-Experten neue Metallpulver entwickeln für den industriellen 3D-Druck entwickeln und bestehende Materialien weiter optimieren. TLS Technik wird mit der Firmierung ECKART TLS GmbH weitergeführt.
Der Metall-3D-Drucker-Hersteller Xact Metal und der Vertriebs- und Servicepartner GoEngineer haben eine Unternehmenskooperation beschlossen. Ziel der Partnerschaft ist es den industriellen 3D-Druck auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugänglich zu machen, in dem erschwingliche Metall-3D-Druck-Lösungen entwickelt und angeboten werden.
Das Metal Injection Moulding (MIM)-Verfahren ist ein etablierter Standard bei der Herstellung von Metallteilen in der Industrie und Fertigung. Forscher vom Fraunhofer IPA haben jetzt mit dem Fused Layer Modeling-3D-Druckverfahren (FLM) Objekte aus Edelstahl schichtweise hergestellt. Der schichtweise Aufbau von Kunststoffobjekten ist mit dem FDM-3D-Druckverfahren bekannt. Mit dem FLM-3D-Druck für Metallteile setzen die Fraunhofer-Forscher neue Grenzen beim Metall-3D-Druck.
Die 3D-Druck-Unternehmen ExOne und Rapidia haben gemeinsam mit dem Metal Designlab und X1F Ofen ein Metall-3D-Druck-System vorgestellt, das für den Einsatz in Büros konzeptioniert und entwickelt wurde. Das System besteht zum einen aus einem Metall-3D-Drucker und zum anderen aus einem Ofen, der die 3D-gedruckten Objekte direkt weiterverarbeiten kann. Zusätzlich wird mit dem 3D-Druck-System auf Lösungsmittel verzichtet und schädliche Gerüche vermieden.
Nicht alle Metalle lasse sich ohne Weiteres mit den additiven Fertigungsverfahren verarbeiten. Kupfer weißt Eigenschaften auf die den 3D-Druck des Metalls nur schwierig bis unmöglich machen. Mit der patentierten Graphen-Technologie von Graphmatech gelang den schwedischen Forschern zusammen mit der Universität Uppsala jetzt ein Durchbruch bei 3D-Druck von Kupferlegierungen mit Graphen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Xerox hat den 3D-Drucker ElemX vorgestellt, der mit der Flüssigmetall-3D-Druck-Technologie von Vader Systems arbeitet. Dieser soll von Schülern der Naval Postgraduate School (NPS) ausgiebig getestet und eingesetzt werden. Die Zusammenarbeit erlaubt es Xerox Fuß zu fassen in der Verteidigungsindustrie.
Investoren haben in einer Serie-B-Finanzierungsrunde dem kalifornischen Unternehmen Uniformity Labs (UL) 38,35 Millionen US-Dollar Investitionskapital zugesagt. Mit dem Geld soll die Produktionskapazität für die fortschrittlichen Metallmaterialien von Uniformity Labs ausgebaut werden, die für Pulverbettschmelz- und Bindemittelstrahl-3D-Druckplattformen eingesetzt werden.
Die beiden Unternehmen Xact Metal und encee 3D Drucker und CAD/CAM Systeme GmbH wollen den Metall-3D-Druck für Unternehmen und Bildungseinrichtungen erschwinglicher machen. Für viele kleine und mittelständische Unternehmen sind die industriellen Metall-3D-Druck-Lösungen vielmals noch zu hoch für eine Investition. Die 3D-Druck-Systeme von Xact Metal sollen Abhilfe schaffen und verspricht den Metall-3D-Druck in die Unternehmen zu integrieren, bei „einem Bruchteil“ der Investitionskosten im Vergleich zu sich am Markt befindlichen Systeme.
Der Hersteller für Metall-3D-Drucker Desktop Metal hat mit dem Studio System 2 eine verbesserte Version seines bürofreundlichen Metall-3D-Druck-Systems angekündigt. Das neue System soll ab dem 1. Quartal 2021 ausgeliefert werden. Besitzer der ersten Version können ihr Studio System auf die neue Version 2 upgraden.