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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Der 3D-Drucker-Hersteller Desktop Metal hat seinen Start an der New Yorker Börse verkündet. Damit will der Hersteller von Metall-3D-Druckern seine Position in der Branche stärken und global weiter wachsen. Unterstützt wird Desktop Metal dabei von der Trine Acquisition Corp, die in dem Unternehmen und der additiven Fertigung im Allgemeinen eine wertvolle Zukunftstechnologie sieht.
Nicht kritische Komponenten aus dem 3D-Drucker werden bereits in zahlreichen Flugzeugmodellen und in immer größerer Anzahl eingesetzt. Für flug- oder sicherheitskritische Komponenten benötigt der Hersteller eine Zertifizierung, da sie besonders hohen Qualitätsanforderungen unterliegen. Das US-amerikanische Unternehmen Honeywell erhielt jetzt eigenen Angaben zufolge die erste FAA-Zertifizierung für ein flugkritisches Bauteil aus dem 3D-Drucker.
Der Hersteller für 3D-Drucker Farsoon Technologies hat auf der TCT Asia 2020 sein neues 3D-Drucksystem Farsoon FS621M vorgestellt. Das Lasersinter-System wurde gemeinsam mit Falcontech entwickelt, die bei ihrer Super AM Factory auf 50 3D-Drucker von Farsoon Technologies setzen wollen. Wir stellen den Farsoon FS621M, der vorrangig in der Luft- und Raumfahrt aber auch in anderen Industriebereichen zum Einsatz kommen soll, einmal genauer vor.
Forscher des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung (MPIE – Eisenforschung) in Düsseldorf und des Fraunhofer Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen haben eine Methode für den 3D-Druck von Stahl vom Typ „Damaskus“ entwickelt. Der Stahl ist so hart wie Damaszener Stahl, der in der Antike zum Beispiel für äußerst harte und zähe Schwertklingen verwendet wurde. Wir stellen das Verfahren vor.
Forscher des Fraunhofer IMWS und der Kupferhalbzeughersteller KME arbeiten gemeinsam am Projekt „Technologie- und Materialentwicklung zur additiven Fertigung komplexer hochwärmeleitfähiger Cu-Bauteile – CuAdd“. Dort untersuchen sie den 3D-Druck mit Kupfer. Wenn ihre Arbeit erfolgreich ist, könnten sie aufwendige und kostenintensive konventionelle Technologien ablösen.
Der Hersteller industrieller 3D-Drucker EOS hat sein Portfolio an PREMIUM- und CORE-Metallwerkstoffen erweitert. Die neuen Materialien eignen sich für die Metall-3D-Drucksysteme EOS M 290, EOS M 300-4 und EOS M 400-4. Wir stellen sie vor.
Die australische Armee hat den großformatigen 3D-Drucker WarpSPEE3D des Herstellers SPEE3D drei Tage lang im Einsatz getestet. Dabei wurde er an verschiedene Orte im australischen Busch (Outback) gebracht und kam als mobiler 3D-Drucker unter schwierigen Bedingungen zum Einsatz. Die Verantwortlichen beim Militär zeigten sich mit den Ergebnissen sehr zufrieden.
Der 3D-Druck-Veteran Pradeep Nair wurde zum Vice President Hardware Sales beim 3D-Drucker-Hersteller Intech Additive Solutions benannt. Nair ist bereits seit 1996 im Bereich der additiven Fertigung tätig und wird dort den Vertrieb der neuen iFusion-Serie von Intech Additive Solutions übernehmen.
Das belgische Unternehmen ValCUN hat mit der geschmolzenen Metallabscheidung (Molten Metal Deposition) ein Verfahren zum preiswerten 3D-Druck von Metall entwickelt. Das Verfahren lässt auch eine Hybridfertigung zu. Wir werfen einen Blick auf die bisher bekannten Informationen zur Molten Metal Deposition (MMD) von ValCUN.
Das spanische Unternehmen Tecalum Industrial hat sich vor drei Jahren für die Implementierung von 3D-Druckern in die Arbeitsprozesse seines Werks entschieden. Jetzt zieht das Unternehmen Resümee. Der Einsatz von 3D-Druck bei Tecalum Industrial führte zu einem erheblichem Zeitersparnis und bescherte dem Unternehmen einen hohen Return on Investment.
Das bayrische Unternehmen AMCM hat mit dem „M 4K“ ein 3D-Drucksystem für die additive Hochleistungsfertigung entwickelt. Anspruchsvolle und komplexe Teile in großem Maßstab bis zu einem Meter Höhe sind mit der M 4K-Plattform realisierbar. AMCM hat jetzt für sein M 4K-System die zwei neuen Metall-3D-Drucker M 4K-1 (Ein-Laser) und M 4K-4 (Vier-Laser) vorgestellt.
Forscher der Universität des Saarlandes haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie berührungslos durch elektrochemisches Abtragen aus 3D-gedruckten Metallobjekten hochpräzise Bauteile machen können. Diese Technik soll Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie zugutekommen, wo härteste Belastungen bei Bauteilen gefragt sind und immer häufiger der Metall-3D-Druck zum Einsatz kommt.
Luft- und Raumfahrtdienstleister Falcontech wird für seine Super AM Factory-Initiative 3D-Drucker von Farsoon erwerben und in seine Produktionsstätte integrieren. Damit wird die Produktionskapazität des Unternehmens deutlich erweitert. Bis Ende 2020 sollen 20 Farsoon Metallsysteme in Falcontechs Werk integriert werden.
Niedersächsische Forscher der Leibniz Universität Hannover haben mit Return II ein Forschungsprojekt ins Leben gerufen, das sich mit dem Recycling von Titan zu 3D-Druck-Material für den industriellen Metall-3D-Druck beschäftigt. Ziel von Return II ist es unter anderem, den kosten- und CO2-intensiven Einschmelzprozess zu umgehen und die Späne in einem direkten Extrusionsverfahren für die additive Weiterverarbeitung zu verwenden.
Forschern des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in Tennessee ist es gelungen, mit Hilfe von 3D-Druck einen funktionsfähigen Reaktorkern herzustellen. Ein Prototyp wurde aus Siliziumkarbid mit dem 3D-Drucker gedruckt. Das ORNL will im Rahmen eines „Transformational Challenge Reactor“-Programms der Atomindustrie die Vorteile von Zukunftstechnologien offenlegen.
GE Additive und GE Aviation unterstützen die U.S. Air Force in einem Programm dabei die Metall-3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Ersatzteilen für alte US-Militärflugzeuge einzusetzen. Dazu gelang ihnen mit einer 3D-gedruckten Ölwannenabdeckung für das General Electric F110-Triebwerk jetzt ein erster Teilerfolg auf diesem Weg.
Das 3D-Druckunternehmen voxeljet hat sein zweites VX4000 3D-Drucksystem nach Indien verkauft. Mit der additiven Fertigungsmaschine mit großem Bauraum möchte das indische Stahlguss-Unternehmen Peekay Steel schneller und wirtschaftlicher produzieren. Wir stellen die Pläne des Unternehmens vor.
Die Westinghouse Electric Company aus Pennsylvania, USA, hat erstmals ein hochkritisches Bauteil mit einem 3D-Drucker hergestellt und in einen kommerziellen Kernreaktor verbaut. Das Unternehmen, welches zu den führenden Unternehmen der Nukleartechnologie in den USA zählt, hat es sich zur Aufgabe gemacht, den 3D-Druck in dieser Branche voranzubringen.
Die deutsche CHIRON Group hat mit dem AM Cube seinen ersten Metall-3D-Drucker vorgestellt. Dieser wurde für die additive Verarbeitung von Draht- und Pulvermaterialien entwickelt. In einem Online-Event, das vom 14. Mai bis 19. Mai 2020 stattfindet, wird das 3D-Drucker-Modell dem interessierten Publikum vorgestellt.
Das griechische Unternehmen Spyros Panopoulos wird 2021 mit seinem Supercar „Project Chaos“ erstmals auf dem Genfer Autosalon zu sehen sein. Das Supercar entstand in zwei Jahren Entwicklungsarbeit und besteht zu einer nicht geringen Anzahl aus Teilen aus dem 3D-Drucker. Wir stellen das Supercar einmal vor, das dem Hersteller zu Folge Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h in nur sieben Sekunden erreichen können soll.