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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NASA-Forscher haben in Kooperation mit dem Glenn Research Center und dem Marshall Space Flight Center das GRCop-42 entwickelt, eine hochfeste Legierung für den 3D-Druck von Raketenkomponenten auf Kupferbasis mit hoher Festigkeit und Leitfähigkeit.
Das britische Unternehmen Progressive Technology ist Marktführer im Bereich CNC-Mehrachsenbearbeitung. Bei der Fertigung setzt das Unternehmen auf die Laser Powder Bed Fusion-3D-Drucktechnologie. Bei der erneuten Qualifizierung des nach dem Metalldruck übrig gebliebenen Metallpulvers arbeitet das Unternehmen mit der Russell AMPro Sieve Station™, zur Wiederaufbereitung des Metallpulvers für den 3D-Druck.
Grohe, Premiumhersteller von Armaturen und Sanitärartikeln, hat auf der ISH Frankfurt, der Weltleitmesse für Wasser, Wärme, Klima, seine neuesten Produkte vorgestellt. Darunter ist auch ein 12.000 Euro teurer Wasserhahn aus Metall zu finden, der mit einem 3D-Drucker gebaut wurde und als Sonderedition auf den Markt kommt. Die stellen den 3D-gedruckten Wasserhahn einmal genauer vor.
Ingenieure des Protolab an der Technischen Universität Ostrava (VŠB – TUO) in Tschechien haben eigenen Angaben zufolge den weltweit ersten Roller mit bionischem Edelstahlrahmen aus einem 3D-Drucker entworfen und hergestellt. Das Team wollte etwas machen, was es „so noch nicht gab“. Details, Bilder und Video zum Projekt.
Im Army Research Laboratory der U.S. Army arbeiten Materialforscher an einer Stahllegierung zur Herstellung von ultrafesten Metallteilen mit dem 3D-Drucker. Die Forscher sind nun einen entscheidenden Schritt vorangekommen und haben ihre Zwischenergebnisse in einem Bericht und Videobeitrag vorgestellt.
Der amerikanische 3D-Drucker-Hersteller Optomec hat mit dem LENS CS 600 und dem LENS CS 800 zwei Metall-3D-Drucker vorgestellt. Diese arbeiten mit der DED-Technologie. Wir haben uns die neuen 3D-Drucker und die dahintersteckende DED-Technologie genauer angesehen.
Eine lebensgroße Metallskulptur war das Highlight der art Karlsruhe 2019, die vom 21. bis 24. Februar stattfand. Die komplett mit einem Metall-3D-Drucker hergestellte Skulptur wurde vom bekannten Künstler Moto Waganari gestaltet. Gedruckt wurde sie von den Berliner 3D-Metalldruck-Experten flying parts. Wir werfen einen Blick auf das Projekt namens „The Thinker“.
In einer erfolgreichen Finanzierungsrunde erhielt das Unternehmen Aurora Labs 3,15 Millionen Euro. Der australische Hersteller für preiswerte Metall-3D-Drucker will mit dem Millionenbetrag die LFT- und RMT-Technologie weiterentwickelt werden. Im Moment arbeitet Aurora Labs am RMP1 3D-Metalldrucker, der bald von ersten Beta-Kunden in Empfang genommen wird.
Der indische Pumpenhersteller Kirloskar Brothers Limited (KBL) setzt bei der Produktion seit Kurzem auf den Voxeljet 3D-Drucker VX4000. Damit möchte er die Produktionseffizienz steigern und die Lieferungszeiten verkürzen, was ihm bei der Herstellung von einem 3,2 Tonnen Schaufelrad in Rekordzeit gelang.
Mit dem Projekt LASIMM, Large Additive Subtractive Integrated Modular Machine, haben zahlreiche Unternehmen und Forschungseinrichtung im Rahmen eines von der EU-Kommission geförderten Projekts den Start für den 3D-Druck von Konstruktionsstrukturen aus Metall verkündet. Das riesige Hybrid-System für die additive und subtraktive Fertigung soll in unterschiedlichsten Branchen und Industrien zum Einsatz kommen.
Der US-Hersteller für 3D-Drucker AddiTec hat mit dem μPrinter einen Desktop-Metalldrucker vorgestellt. Bei dem kompakten Gerät kommt die gerichtete Energieabscheidung (DED-Verfahren) zum Einsatz. Außerdem lassen sich durch spezielle Konstruktion des Druckkopfees und einen Dualprozess Draht- und pulvergespeiste DEDs additive verarbeiten.
Das US-amerikanische Technologieunternehmen und Hersteller für industrielle 3D-Drucker 3D Systems hatte auf der vor wenigen Wochen stattgefundenen formnext-Messe in Deutschland zwei neue 3D-Drucker und eine neue Aluminiumlegierung vorgestellt. Das neue Material Laserform AlSi7Mg0.6 (A) ist geeignet für Gehäuse, Formeinsätze und mehr. Mit den 3D-Druckern DMP Flex 350 und DMP Factory 350 können sehr dichte Objekte aus reinem Metall hergestellt werden.
Das Unternehmen Protolabs hat sein Materialangebot für den Metall-3D-Druck erweitert. Neu angeboten werden die Materialien Inconel 718 und Maraging Steel 1.2709, welche bei dem Metall-3D-Druckverfahren Direct Metal Laser Sintering (DMLS) zum Einsatz kommen. Wir stellen die beiden Materialien einmal vor.
Der teuerste Kampfflugzeug der Welt, der F-22 Raptor, wird bald mit Bauteilen aus dem 3D-Drucker fliegen. Wie die US-Luftwaffe vermeldete, werden am Hill Air Force Base in Utah Titanbauteile aus Metall-3D-Druckern in F-22-Kampfflugzeug verbaut.
Die Metal Powder Industries Federation hat Standards zur additiven Fertigung veröffentlicht. Die neun definierten Testmethoden können für den korrekten Einsatz von Metallpulver für den 3D-Druck verwendet werden. Die Veröffentlichung der Standards soll Hersteller als auch Anwender gleichermaßen schützen die additive Fertigung optimal einzusetzen.
Mit dem Additec uPrinter hat der Hersteller Additec einen Metalldrucker entwickelt, der Metallpulver und Metalldraht verarbeiten kann. Der uPrinter arbeitet mit dem patentierten LMD-WP-Verfahren (Laser Metal Deposition-Wire Powder-Verfahren). Erhältlich ist der Metall-3D-Drucker zu einem Preis von rund 79.000 Euro und richtet sich an Kunden aus der industriellen Fertigung.
Forscher der portugiesischen FCTUC und der norwegischen SINTEF haben gemeinsam einen 3D-Metalldrucker entwickelt. Dieser hat großes Potenzial für den 3D-Druck komplexer Geometrien im industriellen Bereich, doch fehlen noch zwei Millionen Euro, um den 3D-Drucker auf den Markt zu bringen. Ein Konsortium soll helfen.
Bei den „unmöglichen Objekten“ von Kokichi Sugiharas handelt es sich um Formenklassen, die verschiedene Varianten von Formen aus unterschiedlichen Blickwinkeln zeigen. Das Schweizer Unternehmen Cytosurge hat die von Sugiharas entdeckten Designs mit dem FluidFM µ3DPrinter-3D-Drucker im Mikrobereich erfolgreich hergestellt.
Siemens ist Pilotkunde für das neue System EOS M 300-4, das metallbasierte additive Serienfertigung ermöglicht. Getestet wird das Ganze bei Material Solutions, einer Werkstätte von Siemens, die erst kürzlich in Worcester eröffnet wurde.
Der Werkzeugbau der Marke Volkswagen hat sein neues 3D-Druck-Zentrum eröffnet. Zum Einsatz kommen in dem neuen Zentrum für Additive Fertigung zusammen mit HP Inc. entwickelte 3D-Drucker, die auf das Binder-Jetting-3D-Druckverfahren basieren und das bisherige Selective Laser Melting-Verfahren ergänzen.