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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Das portugiesische Unternehmen Adira hat einen neuen 3D-Metalldrucker vorgestellt, der mit dem Laserschmelzverfahren arbeitet und über den bislang größten Metallpulver-Verarbeitungsbereich verfügt. Adira möchte mit seinem 3D-Drucker so die Größenbeschränkungen beim 3D-Druck mit Metall überwinden.
Wissenschaftler der britischen Cranfield University haben ein sechs Meter langes Metallteil mit einem 3D-Metalldrucker gefertigt. Bei dem gedruckten Holm handelt es sich wahrscheinlich nicht nur um das weltweit größte Metallobjekt aus einem 3D-Drucker. Zusätzlich ließen sich so die Kosten um 70 Prozent senken. Auch die Durchlaufzeit wurde mit dem Verfahren stark optimiert.
Die Universität Kassel verwendet einen Elektronenstrahl 3D-Drucker zur Erforschung der Zukunft der Industrieproduktion. Für den 3D-Metalldrucker investierte die Universität einen hohe sechsstelligen Betrag. Und macht dennoch alles richtig.
Eine Gruppe Studenten der Changsha University of Science & Technology hat zwei Kopien des FNX-16 Rennwagens nachgebaut. Der FNX-16 ist Chinas erster Rennwagen, der mit einem 3D-Metalldrucker hergestellt wurde. Das Fahrzeug besteht aus Carbonfaser und wird mit seiner Spitzengeschwindigkeit von 130 km/h am Chinese Formula Student Race teilnehmen.
In einer Umfrage gaben ein Viertel der Führungskräfte von Unternehmen der Metallindustrie an, bereits in 3D-Druck zu investieren. 27 Prozent derjenigen, die bereits auf die additive Fertigung setzen, wollen in den kommenden 2 Jahren ihre Investitionen ausweiten. Doch nicht alles sehen die Metaller positiv.
Der Technologiekonzern Siemens hat einen 85 Prozent-Anteil an dem britischen 3D-Druck-Unternehmen Material Solutions übernommen. Die Firma hat sich auf das SLS-3D-Druckverfahren spezialisiert. Der Unternehmensgründer Carl Brancher wird mit 15 Prozent weiterhin an seiner Firma beteiligt bleiben.
Trumpf hat seinen 3D-Metalldrucker „TruPrint 1000“ auf der Additive Manufacturing Europe 2016 vorgestellt. Auf der Messe präsentierte Trumpf einen Wärmetauscher, der mit dem Metalldrucker gefertigt wurde. Neben Edelstahl, Bronze und anderen üblichen Metallen kann der Trumpf-3D-Drucker auch Titan, Silber und Gold verarbeiten.
Ein schwedischer Künstler hat mit einem 3D-Drucker eine Gitarre aus Aluminium gefertigt. Die „Heavy Metal“, wie Olaf Diegel seine Gitarre nennt, ist damit die erste 3D-gedruckte Aluminium-Gitarre der Welt.
Airbus setzt für den 3D-Metalldruck auf den MetalFAB1-3D-Drucker von Additive Industries. Bereits jetzt werden über 1.000 Flugzeugkomponenten im A350 XWB mit Hilfe von 3D-Metalldruck gefertigt. Zukünftig sollen über 50% der Airbus-Flugzeugteile aus dem 3D-Drucker stammen, berichtet Additive Industries.
Apple hat ein Patent für ein Verfahren eingereicht, dass die Fertigung von elektronischen Bauteilen für z.B. Telefone und Tablets mit Hilfe von 3D-Druck erheblich optimieren kann. Das Patent wurde unter der Bezeichnung „A new Liquid Metal Based 3D Printing Method for Rapid Product Prototyping“ eingereicht.
NVBOTS hat einen 3D-Metalldrucker mit hoher Druckgeschwindigkeit und Multi-Material-Verarbeitung (Metalle) angekündigt. Für Unternehmen soll der Highspeed-3D-Metalldrucker einen Alternative zum Metallguss darstellen. Dem Hersteller zufolge soll der Metalldrucker schon jetzt 21 Metalle additive verarbeiten können.
Die Forscher vom Fraunhofer IFAM Institut haben ein neue, innovatives 3D-Druckverfahren für den 3D-Metalldruck entwickelt. Mit Hilfe des hochpräzisen Siebdruckverfahrens sei es möglich, massenhaft metallische Kleinteile herzustellen. Ein Verfahren mit diesen Möglichkeiten, könnte ganze Branchen langfristig verändern, wie unser Beitrag aufzeigt.
Mit dem 3D-Drucker „Electron 3D – Prusa i3“ der 6. Generation wird aktuell ein Bausatz angeboten, der auch mit Metall drucken kann. In einer limitierten Aktion ist der „Electron“-3D-Drucker für gerade einmal 230 Euro erhältlich.
Mit Hilfe von 3D-Druck konnten Veterinärmediziner dem Ara-Papagei „Gigi“ einen neuen Schnabel passgenau anfertigen. Gigi konnte wegen seinem deformierten Schnabel nur schwer Nahrung aufnehmen. Mit Hilfe von dem 3D-gedruckten Schnabel-Implantat aus Titan konnte Gigi geholfen werden und ist jetzt sogar in den Zoo eingezogen.
Der weltweit größte 3D-Drucker, der mit Selektivem Strahlschmelzen Metall zu 3D-Objekten verwandelt, steht bald in Fürth. Am Anwenderzentrum Verfahrenstechnik (VerTec) entsteht der 3D-Drucker für übergroße Objekte, die in der Industrie zum Einsatz kommen werden. Auch Wirtschaftsministerin Ilse Aigner wird sich den 3D-Drucker ansehen.
Der US-3D-Drucker-Hersteller OPTOMEC kooperiert zukünftig mit dem asiatischen Vertriebsunternehmen DETEKT. Damit verkauft OPTOMEC ab sofort seine 3D-Drucker für elektronische Bauteile und 3D-Metalldrucker zukünftig auch in China, Taiwan und anderen asiatischen Staaten. Ein rasant wachsender Markt.
Arc Bicycle lautet der Name des Fahrrads, das aus Stahl mit dem 3D-Drucker gefertigt wurde. Niederländische Studenten der TU Delft entwickelten des Fahrrad zunächst am PC und fertigten es anschließend mit einem „3D-Schweißroboter“ des Unternehmens MX3D. MX3D sorgte auch schon in anderen 3D-Druck-Projekten für internationale Aufmerksamkeit.
Der deutsche 3D-Drucker-Hersteller SLM Solutions hat eine Kooperation mit der PKM Future Holding GmbH beschlossen. Ziel der Unternehmenskooperation sei die Gründung eines Joint Ventures, das es SLM Solutions ermöglichen soll, den Einstieg in den Markt für Aluminiumpulver zu finden, das anschließend für 3D-Drucker von SLM Solutions eingesetzt werden kann.
Siemens investiert 21,4 Millionen Euro in eine Anlage für den 3D-Druck mit Metall. Die geplante Anlage ist damit die größte Anlage in Schweden, die sich mit der additiven Fertigung von Metallobjekten beschäftigt. Wie Siemens selbst berichtet, plant das der Technologiekonzern langfristige Investitionen in diesem Bereich.
Das deutsche Unternehmen SCHUNK hat einen neuartigen 3D-Drucker vorgestellt. Das Gerät kann Filament aus Siliziumcarbid verarbeiten. Als einen ersten Auftrag werden von Schunk Düsen für eine Rauchgasentschwefelungsanlage additive gefertigt. Bei der Vorstellung des neuen 3D-Druckers waren auch namhafte Politiker und Branchenvertreter zugegen.