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 US-amerikanische Hersteller von 3D-Drucksystemen und -Materialien ExOne hat angekündigt, 15 neue Materialien für den industriellen 3D-Druck auf den Markt zu bringen. Die Metall-, Keramik- und Verbundwerkstoffe sind alle für den 3D-Druck innerhalb industrieller Anwendungen qualifiziert. Wir stellen die neuen Produkte einmal genauer vor.
Forscher des Fraunhofer IWS und der TU Dresden in Sachsen haben gemeinsam Raketentriebwerke mit Aerospike-Düsen aus dem 3D-Drucker entwickelt. Diese entstanden mithilfe des 3D-Druckverfahrens Laser Powder Bed Fusion. Die Entwicklung zeigt, wie additive Fertigungsverfahren erfolgreich in bestehende Prozessketten integriert werden können.
Auf der formnext 2019 hatte Fehrmann ALLOYS seine neue Silicium-freie High-Performance-Aluminium-Legierung AlMgty vorgestellt. Jetzt startet die Vermarktung des Materials. AlMgty macht die farbige Veredelung von 3D-gedruckten Metallteilen möglich.
Die On-Demand-Manufacturing-Plattform mipart hat sein Angebot um den Metall-3D-Druck erweitert. Nutzer der Plattform können ab sofort aus verschiedenen Metallen wählen und ihre Objekte im FDM-3D-Druckverfahren herstellen lassen.
Eine Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in Höhe von mehreren Millionen Euro ermöglichte es dem MAPEX Center for Materials and Processes der Universität Bremen eine Hightech-3D-Druckanlage für das Laserauftragschweißen (LMD) anzuschaffen. Die Anlage für das Laser Metal Deposition (LMD) kommt einigen Forschungseinrichtungen in der Gegend zugute und soll unter anderem an der Entwicklung neuer Materialien beitragen.
Intech Additive Solutions zählt zu den bedeutendsten Unternehmen für Additive Manufacturing in Indien. Mit ihrer ersten 3D-Metalldruckerreihe iFusion präsentiert das Unternehmen jetzt zwei neue 3D-Drucker für den industriellen Einsatz und für Forschungseinrichtungen. Wir stellen die 3D-Metalldrucker iFusion SF1 und iFusion LFMulti einmal genauer vor.
Das Luftfahrtunternehmen BAE Systems aus Großbritannien und der Metall-3D-Druckerhersteller Renishaw haben ein Memorandum of Understandig unterzeichnet. Gemeinsam wollen sie neue Technologien in der Luftfahrt voranbringen und Herstellungsprozesse von Kampfflugzeugsystemen optimieren. Helfen soll dabei die additive Fertigung. Wir stellen die Pläne beider Unternehmen vor.
Mehr als 100 Jahre Erfahrung in der Metallbranche nennt das texanische Unternehmen Knust-Godwin sein Eigen. Seit 2013 setzt die Traditionsfirma bereit auf den 3D-Druck und hat seither sieben 3D-Drucker im Einsatz. Diese wurden jetzt um eine Lösung von VELO3D erweitert. Der neue Sapphire 3D-Drucker wird im ersten Quartal 2020 geliefert und ist für die Herstellung von Endverbraucherteilen aus Metall für Unternehmen der Ölindustrie geplant.
Das französische Unternehmen AddUp und das US-amerikanische Oak Ridge National Laboratory (ORNL) gehen eine Kooperation ein, um den 3D-Druck von Metallwerkzeugen zu verbessern. Der größte Teil der Arbeit wird in der Manufacturing Demonstration Facility (MDF) des DOE, in den Zentren von ORNL, durchgeführt. Das Kooperationsvolumen hat einen Umfang von 2,7 Millionen USD. Die genauen Ziele im Überblick.
Das 3D-Druckunternehmen Wipro 3D und das indische Luft- und Raumfahrtunternehmen Hindustan Aeronautics Limited (HAL) haben ein Memorandum of Understanding (MoU) unterzeichnet. Damit wollen sie gemeinsam an hochwertigen Luft- und Raumfahrtkomponenten arbeiten und die Bedeutung des Metall-3D-Drucks für die Luft- und Verteidigungsbranche in Indien stärken.
In Israel wurden ein neues Innovationszentrum für Metall-3D-Druck eröffnet. Das „Metal Point“-Zentrum ist dabei eine Ergänzung zum Angebot von Impact Labs, einem Zentrum für Kunststoff- und Polymer-3D-Druck. Außerdem wird es Metall-3D-Druck-Kurse für Einsteiger und Profis geben. Auch ein bekanntes deutsches Industrieunternehmen war an der Finanzierung von Metal Point beteiligt.
Schweizer Forscher vom Unternehmen Exaddon haben ein 3D-Druckverfahren entwickelt, mit der detailgenaue Metallobjekte im Nanobereich mit einem 3D-Drucker gedruckt werden können. Damit stellten sie eine Mikroversion von Michelangelos David von nur 1 mm Größe her. Die Methode ist vor allem für den Einsatz in der Elektronikindustrie interessant.
Das Indian Institute of Science (IISc) hat zusammen mit dem 3D-Druckunternehmen Wipro 3D ein neues Metall-3D-Drucksystem entwickelt, das mit dem EBM-Verfahren arbeitet. Der EBM-Metalldrucker befindet sich aktuell noch in einer frühen Entwicklungsphase, soll aber in naher Zukunft in ersten Industrieunternehmen in Indien erstmals Anwendung finden.
Das finnische Unternehmen für intelligente Schiffs- und Energielösungen Wärtsilä setzt seit 2018 auf 3D-Druck. Nun möchte das Unternehmen mit den Metall-3D-Druckern von Markforged den Einsatz der additiven Fertigung weiter ausweiten und damit Geld und Zeit, vor allem bei Reparaturen und speziellen Kundenwünschen, sparen. Den Beginn macht das Unternehmen mit dem weltweit ersten CE-zertifiziertem Hebewerkzeug aus dem 3D-Drucker.
SHINING 3D hat auf der vergangenen formnext 2019 seinen neuen 3D-Drucker, den Dual-Laser-Metall-3D-Drucker SHINING 3D EP-M250 Pro, vorgestellt. Dieser ist quelloffen und arbeitet mit der Advanced Metal Powder Bed Fusion (MPBF)-Technologie. Der Hersteller verspricht eine Vielfalt an unterschiedlichen Metallen, die sich mit dem EP-M250 Pro drucken lassen sollen.
Das deutschen Unternehmen DMG MORI hat mit dem LASERTEC 125 ein neues hybrides Fertigungssystem aus seiner 3d hybrid-Reihe vorgestellt. Mit dem neuen 3D-Drucksystem können Komponenten effizient repariert und beschichtet werden. Wir werfen einen Blick auf das System.
Studenten der chinesischen Tongji Universität in Shanghai haben in einem Sommerworkshop zwei relative neuartige 3D-Druckverfahren untersucht. Zum einen der 3D-Druck von großformatigen Metallobjekten und zum anderen die Verwendung von gewickeltem Metall-Filament. Als Ergebnis des Workshops entstand eine 3D-gedruckte Brücke aus Metall.
Das Kinazo E1 E-Bike vom slowakischen Hersteller Kinazo war erst kürzlich auf der Eurobike 2019 zu sehen. Das E-Bike, das mit einem Fahrradrahmen vollständig aus einem 3D-Drucker ausgestattet wurde, geht im nächsten Jahr in limitierte Serienproduktion. Laut dem Hersteller erhalten die neuen Fahrradbesitzer ein „E-Bike mit höchster Individualisierbarkeit“.
Das Start-up Incus, welches aus dem österreichischen Unternehmen Lithoz entstanden ist, hat ein 3D-Druckverfahren für Metall entwickelt, welches auf Lithografie basiert. Das Verfahren sorgt dem Hersteller zufolge für eine ausgezeichnete Oberflächenbeschaffenheit. Es bietet aber noch weitere Vorteile für die Auswahl von Materialien für den industriellen 3D-Druck.
Das australische Unternehmen SPEE3D stellt auf der formnext 2019 seine neue Produktionszelle SPEE3Dcell vor. Damit will das Unternehmen Metallteile 100 bis 1000 Mal schneller drucken als bisher. In einer Live-Demonstration auf der formnext 2019 druckte SPEE3D ein 1kg schweres Kupfertel in weniger als 10 Minuten.