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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BMW, Google und Lowe’s Invest investieren 45 Millionen US-Dollar in das Startup Desktop Metal. Desktop Metal ist spezialisiert auf die additive Fertigung mit Metall. Die Investoren erhoffen sich von dem Investment ein zielgerichtete Forschungen und Entwicklungen für die industrielle Fertigung mit Metall-3D-Druck.
Ärzte des Pamela Youde Nethersole Eastern Hospitals (PYNEH) in Hongkong nutzten zum ersten Mal den 3D-Druck, um bei einem Verkehrsunfallopfer ein Metall-Talus-Implantat mit einem 3D-Drucker herzustellen und einzusetzen.
Das französische Metallurgie-Unternehmen Metalvalue plant, 50 Millionen Euro in den Bau einer neuen Zerstäubungsanlage für Stahlpulver zu investieren. Dieses Pulver soll dann hauptsächlich für den 3D-Druck von Metallteilen verwendet werden.
Die in China gegründete Hunan Farsoon Hi-Tech Co. Ltd. hat sich nun auch auf die Laser-Metall-Sinterung spezialisiert und für dieses spezielle 3D-Druck-Verfahren den Metalldrucker FS271M entwickelt. Mit dem neuen 3D-Drucker angesprochen werden Unternehmen der Medizin, Luftfahrt, Raumfahrt und Automobilindustrie.
Ingenieure der University of Nottingham setzen im Rahmen des Projekts „FLAC“ die 3D-Druck-Technologie zur Herstellung leichterer Fahrzeugkomponenten ein. Vor allem die britische Automobilindustrie soll davon profitieren.
Forscher der ETH Zürich haben ein Verfahren entwickelt bei dem mikroskopisch kleine Metallobjekte im 3D-Druckverfahren hergestellt werden können. Die Schweizer Forscher haben das Verfahren zum Patent angemeldet.
Der französische LKW-Hersteller Renault Trucks arbeitet derzeit an einem Metall-3D-Druck-Verfahren, welches dazu beitragen soll, die Motorleistung zu steigern. Zugleich sollen die Motoren leichter und kompakter werden.
Markforged hat mit dem „Metal-X“ 3D-Drucker ein Modell entwickelt, welches die neue Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM) Technologie nutzt. Dieser Drucker wurde auf der CES 2017 vorgestellt.
General Electric (GE) hat in dieser Woche bekanntgegeben, dass GE Additive mit GE Capital Industrial Finance verstärkt kooperieren werde, um so den Verkauf von 3D-Druckern, die mit Metall-Additiven arbeiten, zu steigern und den Kunden zugleich interessante Finanzierungsmöglichkeiten zu bieten.
Das Schweizer Unternehmen Oerlikon übernimmt das deutsche Unternehmen Citim GmbH aus Barleben. Mit dem Spezialisten für additive hergestellte Metallkomponenten wollen die Schweizer ihre Expansion im Bereich des 3D-Drucks weiter vorantreiben.
Das in Südkorea ansässige Unternehmen InssTek präsentierte auf der formnext 2016 diesmal nicht seine großen DMT-Metall-Drucker, sondern erstmals den 3D-Metalldrucker „MX-Mini“, der ebenfalls mit der Directed Energy Depositions-Technologie (DED) arbeitet aber in seiner Größe einem Desktop-3D-Drucker nahe kommt.
Forscher der University of Birmingham aus Großbritannien haben einen 3D-Metalldrucker für die Anwendung in Schwerelosigkeit entwickelt. Der Metalldrucker soll bald auf der ISS getestet werden. Mit Blick in die Zukunft soll die Maschine Astronauten bei einer Mars-Mission dabei helfen, vor Ort selbst Metallteile fertigen zu können.
Auf der formnext 2016 präsentierte SLM Solutions zum ersten Mal die neue „SLM 280 2.0“ für selektives Laserschmelzen (SLS) von Metallteilen. Diese Maschine ist mit umfangreichen Überwachungsfunktionen im Rahmen der Prozesskontrolle ausgestattet und ermöglicht sowohl die Einzelanfertigung als auch die Serienproduktion.
Siemens und TRUMPF haben eine Unternehmenskooperation im Bereich der additiven Fertigung für industrielle Anwendung beschlossen. Beide Unternehmen verfolgen das Ziel den 3D-Druck in die industriellen Fertigungsprozesse von Metallteilen zu integrieren. Und haben auf dafür schon konkrete Ideen vorgestellt.
Bei der Herstellung von Prototypen und Einzelstücken kommt der 3D-Druck immer stärker zum Einsatz. Aber auch die anpassbare Massenproduktion ist eines der Ziele dieses Verfahrens. Dem scheint der italienische Hersteller Sisma mit dem 3D-Drucker mysint300 nun ein Stück näher gekommen zu sein.
Der russische Fond für Perspektivenforschung hat Tests mit Kugeln aus dem 3D-Drucker für Waffen durchgeführt. Nach seinen Angaben wurde die Munition in einem dem Laser-Sintern ähnlichem Verfahren hergestellt, bei dem Metallpulver Schicht für Schicht geschmolzen und additiv aufgebaut wird.
Mit dem ORLAS CREATOR hat das Unternehmen O.R. Lasertechnologie GmbH einen neuen 3D-Metalldrucker vorgestellt. Die Maschine bietet einige interessante Features und kann schon bald im Live-Betrieb genauer angeschaut werden.
In den Bereich der Metall-3D-Druckindustrie ist in letzter Zeit viel Bewegung geraten. Bislang sahen einige Kritiker diese Fertigungstechnologie als noch nicht ganz industrietauglich an, da oftmals auch das Bauvolumen nicht ausreichte. Dies ändert sich zunehmend mit neuen Maschinen. Eine davon ist ein Hybrid-Metall-3D-Drucker auf TLM-Technologie vom portugiesischen Hersteller Adira.
Das Unternehmen LPW Technology Ltd., welches kürzlich mit dem „Queens Award for Enterprise“ ausgezeichnet wurde, hat sich auf die Entwicklung von druckbarem Metallpulver spezialisiert. Bis zum Jahr 2018 plant es die Gründung eines Kompetenzzentrums in der Region Liverpool und die Schaffung von 120 neuen Arbeitsplätzen.
Im Juli 2016 präsentierte der russische Atomkonzern ROSATOM auf der „INNOPROM 2016“, einer jährlich in Jekaterinenburg stattfindenden internationalen Technologiemesse, mit dem MeltMaster-3D-550 seinen ersten selbst entwickelten industriellen 3D-Metalldrucker. Das russische Unternehmen plant den 3D-Drucker für die Nutzung der Atomkraft einzusetzen.