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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Nikon hat eine optionale Pulverzuführeinheit für sein Lasermeister 102A System vorgestellt, das speziell für die Metall-3D-Drucktechnik konzipiert ist. Die Einheit ermöglicht die gleichzeitige Zuführung mehrerer Metallpulver und unterstützt die Entwicklung neuer Superlegierungen.
Das arabische Unternehmen Adnoc Gas setzt auf 3D-Druck, um kritische Ersatzteile vor Ort zu produzieren und damit Kosten zu senken. Bis 2028 sollen Einsparungen von 50 Millionen US-Dollar erzielt werden.
Fortius Metals, ein Unternehmen aus Colorado, hat in einer Seed+-Runde 5 Millionen US-Dollar aufgebracht. Die Finanzierung unterstützt die Entwicklung neuer Materialien für den 3D-Druck, insbesondere für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigungsindustrie.
MatterHackers, ein führender Anbieter von 3D-Drucklösungen, ist eine strategische Partnerschaft mit Meltio eingegangen. Ziel ist die Erweiterung des MatterHackers-Portfolios um fortschrittliche Metall-3D-Drucklösungen für die Industrie, darunter der Meltio M600.
Das italienische Unternehmen 3D4MEC arbeitet mit dem Fraunhofer IAPT an einem optischen In-situ-Überwachungssystem für den 3D-Druck von Messing. Unterstützt von Thetascan zielt das Projekt darauf ab, die Qualität des selektiven Laserschmelzprozesses zu verbessern und Materialverschwendung zu reduzieren.
Der neue McLaren W1 nutzt 3D-gedruckte Komponenten, die in Zusammenarbeit mit Divergent Technologies gefertigt werden. Die Verwendung dieser Teile in der Aufhängung verbessert die Leistung und verringert das Gewicht des Supersportwagens.
Sandvik hat angekündigt, sich aus seiner Beteiligung an BEAMIT zurückzuziehen und sich auf Metallpulverlösungen für die additive Fertigung zu konzentrieren. Die Maßnahmen sind Teil einer strategischen Neuausrichtung, die auch den Ausbau des Bereichs ZeroTouch zur automatisierten Messtechnik umfasst.
BLT Europe GmbH hat eine Vertriebspartnerschaft mit dem spanischen Unternehmen Sicnova abgeschlossen, um den spanischen und portugiesischen Markt mit Metall-3D-Drucklösungen zu beliefern. Sicnova ist ein etablierter Anbieter von 3D-Technologien in der Region.
Die Universität Birmingham hat den Freemelt ONE 3D-Drucker bestellt, um die Materialentwicklung in Bereichen wie der Raumfahrt und Kernfusion voranzutreiben. Professor Moataz Attallah wird die Maschine nutzen, um fortgeschrittene Anwendungen für Refraktärmetalle und Superlegierungen zu erforschen.
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) und Airbus haben erfolgreich das erste Metallteil im Weltraum gedruckt. Diese Entwicklung soll zukünftige Weltraummissionen durch den Einsatz additiver Fertigungstechnologien unterstützen.
3DEO hat 3,5 Millionen USD von der Mizuho Bank erhalten, um die Produktion von Metallteilen mittels 3D-Druck zu fördern. Mit dem neuen CEO Scott Dennis will das Unternehmen das Wachstum weiter beschleunigen.
SPEE3D präsentiert erstmals in Australien seine Expeditionary Manufacturing Unit (EMU), ein mobiles 3D-Drucksystem, auf der Land Forces Expo in Melbourne. In Zusammenarbeit mit dem australischen Verteidigungsministerium wird die 3D-Drucklösung bereits zur Unterstützung der Ukraine eingesetzt.
Phillips Machine Tools und EOS haben ihre Partnerschaft auf die Region Naher Osten und Afrika ausgeweitet. Diese Zusammenarbeit bringt moderne 3D-Drucktechnologien und technische Dienstleistungen zur Förderung der Fertigung in der Region.
Das National Institute for Aviation Research (NIAR) hat einen Velo3D Sapphire 1MZ-Drucker angeschafft, um 3D-gedruckte Bauteile für Flugzeugstrukturen zu qualifizieren. Diese Investition unterstützt die Forschung an fortschrittlichen Materialien und Additiver Fertigung für die Luftfahrt.
Eine neue Studie von Forschern und Wissenschaftlern aus China untersuchte den Einsatz von 3D-gedruckten Titanimplantaten zur Behandlung von Glenoiddefekten bei wiederkehrenden Schulterluxationen. Diese Implantate verbesserten signifikant die Stabilität und Funktion der betroffenen Schulter.
Die ADDMAN Group, ein US-amerikanisches Unternehmen, hat Keselowski Advanced Manufacturing übernommen und ist nun eigenen Angaben zu Folge der größte Metall-3D-Druck-Anbieter in den USA. Diese Fusion erweitert die Produktionskapazitäten erheblich und stärkt die Position in den Verteidigungs- und Raumfahrtmärkten.
Additive Industries hat die ersten zwei MetalFAB-300-Flex-Maschinen an den niederländischen 3D-Druckdienstleister K3D verkauft. Diese Maschinen bieten durch ihre modulare Bauweise eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit für die Metallfertigung.
Die Wiener Incus GmbH fertigte ein zentrales Bauteil für einen Zeremonienstab der Yale University mithilfe von Metall-3D-Druck. Das Projekt vereint traditionelles Handwerk mit modernen Fertigungsmethoden und symbolisiert die Entwicklung im Ingenieurwesen.
Der chinesische Hersteller für Fahrräder Hanglun Technology investierte im vergangenen Jahr in einen Metall-3D-Drucker von Farsoon Technologies und stellt jetzt bereits im Jahr über 50.000 Titanfahrradteile mittels 3D-Druck her. Die additive Fertigung verbessert die Produktionseffizienz und erhöht die Lebensdauer der Bauteile.
Markforged hat das FX10 Metal Kit vorgestellt, das den FX10 3D-Drucker um den Metall-Filament-3D-Druck erweitert. Das Unternehmen bietet damit eine flexible Lösung für die additive Fertigung von Metall- und Verbundwerkstoffteilen mit einem 3D-Druck-System an.