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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General Electric beschäftigt durch den Erwerb von 3D-Druck-Unternehmen eine Vielzahl an Forschern in seinem Unternehmen. Durch eine gemeinsame Forschung und effizientere Zusammenarbeit erhofft sich GE vor allem bei der Lasertechnik und Fluidik erhebliche Verbesserungen.
Der Lübecker 3D-Drucker-Hersteller SLM Solutions verzeichnete im zweiten Quartal dieses Jahres einen deutlichen Umsatzeinbruch um mehr als 6 Millionen Euro. Trotzdem scheint das Unternehmen etwas optimistischer in die Zukunft zu blicken.
Das Berliner Unternehmen GEFERTEC stellt mit GTarc einen neuen 3D-Drucker und mit 3DMP ein neues Metall-Druckverfahren vor. Der GTarc soll zum ersten Mal auf der EMO Hannover 2017 vorgestellt werden. Welche Neuerungen der GTarc und 3DMP bieten, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Der Metall-3D-Drucker-Hersteller Renishaw und das britische Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsunternehmen Aeromet International Ltd. sind für die Weiterentwicklung der A20X Hochleistungslegierung eine Partnerschaft eingegangen.
IDTechEx hat eine Studie über den in den Jahren 2018 bis 2028 zu erwartenden Umsatz im Bereich Metall-3D-Druck veröffentlicht, auf deren Ergebnisse wir hier näher eingehen.
Der Werkzeugmaschinen- und Metall-3D-Drucker-Hersteller TRUMPF hat damit begonnen, das neue EHLA-Laser-Metall-Beschichtungsverfahren in die Serienproduktion zu überführen. TRUMPF integriert diesen 3D-Druck Prozess auch in seine bereits vorhandenen Systeme.
Der Autokonzern Daimler setzt speziell für selten bestellte Ersatzteile älterer LKW-Modelle auf den Metall-3D-Druck. Der Konzern verspricht sich eine Reduzierung der Lagerkosten bei verbessertem Service für die weltweite Bereitstellung selten benötigter Fahrzeugersatzteile.
Der Verein Deutscher Ingenieure VDI hat drei neue Richtlinien verabschiedet, die das Druckmaterial für die additive Fertigung mit Metall und Kunststoff in Form von Pulver betreffen. Eine Übersicht der Neuerungen und Inhalte der aktualisierten Blätter bietet der Artikel hier.
Die FIT AG aus Bayern hat ein Metal Coating Center als Zusatz für die Bauteilveredelung eröffnet. Nach Aussagen des Unternehmen ergänzen sich Galvanisierung und der 3D-Druck hervorragend, was in schnelleren und kostengünstigeren Veredelung von Konzept- und Designmodellen resultiert.
Japans größtes Handelsunternehmen, die Mitsubishi Corporation, setzt verstärkt auf den 3D-Druck. Dazu ist das Unternehmen in der chinesischen Stadt Zhuhai zwei Kooperationsvereinbarungen eingegangen, die für Investitionen in ein neu zu gründendes 3D-Druck-Unternehmen in der Stadt sorgen.
Das erst in diesem Jahr gegründete Unternehmen Xact Metal stellte gerade seinen laserbasierten industriellen Metall-3D-Drucker XM200 vor, dessen Anschaffungskosten bei 120.000 US-Dollar liegen sollen. Sowohl das Gerät als auch der Hersteller selbst überraschen in einigen Punkten.
Das britische Unternehmen Renishaw wird mit seiner Tochterfirma Renishaw Ibérica dem spanischen Futuralve Projekt beitreten. Geplant ist, dass die neuen Metall-3D-Drucker des Unternehmens dazu beitragen, Hochgeschwindigkeitsturbinenschaufeln für die Luft- und Raumfahrt produzieren zu können.
Das britische Unternehmen GKN Aerospace hat jetzt die erste erfolgreiche Flugprüfung einer 3D-gedruckten optischen Eisdetektorsonde (Optical Ice Detector Probe) bekanntgegeben. Diese wurde mit dem Atmospheric Research Flugzeug getestet.
Die aller zwei Jahre stattfindende Pariser Flugshow zählt zu den wichtigsten Messen der globalen Luft- und Raumfahrtindustrie. GE war maßgeblich an der Entwicklung der LEAP-Jet-Triebwerke beteiligt und kann auf dieser Messe bislang ein Neugeschäft von 31 Milliarden US-Dollar verbuchen.
Das im US-Bundesstaat Utah ansässige Unternehmen Optisys hat das Herstellungsverfahren für Metallantennen überarbeitet und nutzt für die Fertigung der Einzelteile oder auch der kompletten Antenne nun Metall-3D-Drucker von Concept Laser. Optisys konnte damit seinen gesamten Produktions- und Kostenplan erheblich optimieren.
Im vergangenen Jahr rief General Electric sein GE Additive Programm ins Leben, dieses Jahr folgt nun das nächste Entwicklungsprojekt ATLAS. Die neue entwickelte Maschine wird nach Unternehmensangaben die dann aktuell weltweit größte Laser-Pulver-Additiv-Fertigungsmaschine darstellen.
Der französische Hersteller Prodways hat mit dem Rapid Additive Forging (RAF) eine 3D-Druck-Methode entwickelt und patentiert, die die Herstellung großer Titanteile unter erheblicher Materialeinsparung ermöglichen soll. Luftfahrtunternehmen könnten durch die neue Technologie bis zu 50 Prozent an Kosten einsparen, die sonst für Titan-Elemente anfallen, so das Unternehmen auf der Luftfahrtshow in Le Bourget.
Die Fachhochschule Aachen hat im Rahmen eines Joint Ventures mit dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) die derzeit „weltgrößte SLM-Anlage“ in Betrieb genommen. Dabei handelt es sich um einen Concept Laser XLine 2000R 3D-Drucker, der am Aachener Zentrum für 3D-Druck installiert wurde.
Der 3D-Druck wird mehr und mehr für Herstellung kompletter Motoren – oder aber zumindest wesentlicher und funktionskritischer Bauteile – verwendet. Einem Forscher aus Rumänien gelang es einen Zweitakt-Verbrennungsmotor für ein Flugzeug mit einem 3D-Drucker herzustellen.
Das Unternehmen Sintavia LLC baut eine neue 3D-Druckerei in Florida (USA). Das 5.100 m² große Werk für Additive Manufacturing soll die Produktion der Teile aus dem 3D-Drucker vervierfachen und der neue Hauptstandort des Unternehmens werden.