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 Unternehmen Cobra Golf hat zusammen mit HP Inc. und Parmatech einen mit 3D-Druck optimierten Putter mit eigenen Angaben zufolge höchstmöglichem MOI-Wert (Trägheitsmoment) entwickelt. Um das zu erreichen, wurde das Gewicht des Golfschlägers aus dem Inneren nach außen verlagert. Mit dem limitierten Angebot testet Cobra Golf seinen Einstieg in die additive Fertigung.
Der deutsche 3D-Drucker-Hersteller voxeljet hat drei weitere Bestellungen für seine VJET X-3D-Drucksysteme erhalten. Die Modelle der Serie finden bereits mehrfach Einsatz in der Automobilindustrie und sollen mit additiver Serienfertigung die Herstellungskosten für die Automobilhersteller senken. Im Vergleich zu vorherigen Systemen arbeiten Voxeljet VJET X-3D-Drucksysteme zehnmal schneller als Vorgängermodelle, so der Hersteller.
Der 3D-Drucker-Hersteller Optomec hat zwei neue LENS-3D-Drucker auf den Markt gebracht. Das CS250-3D-Drucksystem wurde für Forschungseinrichtungen konzeptioniert. Der Optomec HC-TBR-System kann für Aufgaben beim industriellen 3D-Druck eingesetzt werden. Wir stellen die beiden neuen 3D-Drucksysteme einmal genauer vor.
Das deutsche Unternehmen TRUMPF stellt derzeit auf der in diesem Jahr digital stattfindenden Formnext Connect neue Anwendungen für den 3D-Druck vor. Zu sehen sind eine automatisierte Entpulverstation von Bauteilen die mit der Laser Metal Fusion-Technologie (LMF) hergestellt werden und eine neue Düsentechnologie.
Nexa3D hat mit xCast die Markteinführung seines neuen 3D-Druckmaterials für die Gießerei-Serienproduktion kleiner, großer und komplexer Metallteile bekanntgegeben. In einer Fallstudie zeigt Nexa3D, dass mit dem photoplastischen Material eine deutliche Zeit- und Kostenersparnisse erreichen lässt. xCast ist mit dem NXE400-System von Nexa3D verwendbar.
Die australische Armee hat erneut den Metall-3D-Drucker WarpSPEE3D von SPEE3D im australischen Outback auf seine Einsatzzwecke und Vorteile für das Militär im Einsatzgebiet getestet. Damit will die Armee die Machbarkeit von 3D-Druck im militärischen Einsatz unter Beweis stellen. Auch der zweite, zwei Wochen andauernde Test – diesmal unter extremeren Bedingungen – war erfolgreich.
Der französische Automobilhersteller Bugatti hat mit dem Bugatti Bolide einen neuen Hypersportwagen der Öffentlichkeit vorgestellt. Dieser besteht zum Teil aus 3D-gedruckten Titanbauteilen, was ihm zu einem deutlich leichterem Gewicht und damit mehr Leistung verhilft. Bei seinem Gewichts-Leistungs-Verhältnis erreicht der Bugatti Bolide einen Wert von 0,67 kg/PS.
Die in Sachsen ansässige Additive Drives GmbH hat von AM Ventures ein Seed Investment in Höhe von 1,5 Mio. US-Dollar erhalten. Damit will das Dresdener Start-up die Markteinführung vorantreiben. Das Unternehmen bringt Elektromaschinen mit seinen Bauteilen aus dem 3D-Drucker in deutlich höhere Leistungs- und Wirkungsgradbereiche.
Die Krüger Fertigungstechnologie GmbH & Co. KG aus Nordrhein-Westfalen hat seit dem Vorjahr den Metall-3D-Drucker DMP Flex 350 im Einsatz, der das Unternehmen bei der Arbeit unterstützen soll. Der 3D-Drucker wurde innerhalb einer Woche eingerichtet und das Personal geschult. Für das Unternehmen bedeutet das nun, dass es Bauteile herstellen kann, die so bisher nicht möglich waren. Und spart dabei noch Kosten.
Der 3D-Drucker-Hersteller VELO3D hat mit dem Sapphire XC sein neues Metall-3D-Drucksystem für das 3. Quartal im kommenden Jahr angekündigt. Dieses soll einen höheren Produktionsdurchsatz und geringere Teilekosten als die Standard-Sapphire-3D-Druckplattformen bieten. Die Auslieferung des somit dritten Metall-3D-Druckers von VELO3D ist für das 4. Quartal 2021 geplant.
Die NASA schickt mit „Perseverance“ einen Rover auf den Mars, der über 11 Teile aus einem 3D-Drucker verfügt. Es handelt sich bei den Titanbauteilen um s.g. Sekundärstrukturen, die den Erfolg der Mission nicht gefährden würden, wenn sie ausfallen.
Das US-amerikanische 3D-Druckunternehmen MELD Manufacturing hat vor einiger Zeit sein eigenes patentiertes MELD-3D-Druckverfahren vorgestellt. Jetzt hat es mit einem 3D-gedruckten Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 3,05 Metern die Leistungsfähigkeit seines Systems demonstriert.
Boom Supersonic arbeitet seit Jahren an seinem Überschallflugzeug XB-1, welches zukünftig auch Passagiere befördern soll. Bei dem Flugzeug, welches aller höchsten physikalischen Belastungen gerecht werden muss, kommen auch über 20 Titanteile aus dem 3D-Drucker zum Einsatz. Nach dem Rollout des XB-1-Überschallflugzeugs vor einer Woche wird das Zusammenspiel der einzelnen Technologien und 3D-gedruckten Teile nun ausführlich getestet.
Die deutsche SMS-Group liefert eine Pulverzerstäubungsanlage an den finnischen Edelstahlhersteller Outokumpu. Mit der Anlage soll Edelstahlpulver für den industriellen Metall-3D-Druck hergestellt werden. Jährlich sollen sich mit der Anlage bis zu 330 Tonnen hochwertiges Edelstahlpulver aus unter anderem klumpigen Metallschrott gewinnen lassen.
Der Metall-3D-Drucker-Hersteller ExOne hat mit dem InnoventPro einen neuen Metall-3D-Drucker angekündigt. Dieses ist mit zwei verschiedenen Baugrößen und einer Druckgeschwindigkeit von über 700ccm/h erhältlich. Wir stellen das System sowie neu vorgestelltes Zubehör, wie das automatisierte Transportsystem X1D1 einmal genauer vor.
MELD Manufacturing, ein Hersteller additiver Fertigungsmaschinen aus den USA, hat mit dem L3 seine neueste 3D-Druckmaschine präsentiert. Es ist der dritte 3D-Drucker von MELD, der nach dem „B8“ und dem „K2“ den 3D-Druck von Objekten mittlerer bis großformatiger Objekte ermöglicht. Zum Einsatz kommt die vom Hersteller patentierte MELD-Metall-3D-Drucktechnologie.
Die On-Demand-Plattform Xometry bietet auf seiner Website den Metall-3D-Druck von gleich vier Metallgruppen an. Die Metalle Aluminium, Stahl, Edelstahl sowie Nickellegierungen können mit dem DMLS-3D-Druckverfahren hergestellt und bequem online geordert werden.
Das 3D-Druckunternehmen Optomec wird der U.S. Luftwaffe eine großvolumige Produktionsmaschine zur Wiederaufbereitung von Turbinentriebwerkskomponenten liefern. Außerdem soll das Unternehmen verschiedene kostspielige Abläufe optimieren, wie zum Beispiel die Vereinfachung der aufwendigen und kostspieligen Herstellung von Ersatzteilen alter Maschinen. Der Auftragswert beträgt 1 Millionen US-Dollar.
Das australische 3D-Druckunternehmen Aurora Labs erhält ein Patent für seine MCP-Technologie in China. Weitere Patentanmeldungen in anderen Ländern werden noch bearbeitet. Für Aurora Labs ist das Patent ein wichtiger Schritt, seine MCP-Technologie weiter voranzubringen und weltweit zu wachsen.
Das Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) hat eine neuartige additive Fertigungsanlage entwickelt, mit der Bauteile in verschiedenen Materialien herstellen lassen. Basierend auf thermischen Bindersystemen werden mit dem Multi Material Jetting (MMJ)-3D-Druckverfahren Objekte mit verschiedenen Eigenschaften und Funktionen in einem Fertigungsschritt möglich. Wir stellen den Prozess vor.