Aluminium ist ein sehr bekanntes Metall aus der Gruppe der Erdmetall. Bekannt als „Alu“ begegnet uns Aluminium im Alltag beinahe jeden Tag. Der Grund sind die vielen Vorteile des Metalls, so zum Beispiel seine hohe Belastbarkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht. Deshalb beschäftigen sich auch Unternehmen und Forschungsinstitutionen mit dem Aluminium-3D-Druck, um die Vorteile von Aluminium mit den Vorteilen des 3D-Drucks zu verbinden. So wird der 3D-Druck mit Aluminium heute bereits in der Luft- und Raumfahrt, innerhalb biomedizinischer Anwendungen und in der Automobilindustrie eingesetzt. Diese Seite bietet alle Informationen zum Aluminium-3D-Druck und wird regelmäßig mit allen Neuheiten aus diesem Bereich aktualisiert.
Aluminium ist ein chemisches Element und gehört zur Borgruppe. Diese bezeichnete man früher als Erdmetallgruppe. Bei Aluminium handelt es sich um ein silbrig-weißes Leichtmetall, welches das am häufigsten vorkommende Metall in der Erdkruste ist. In der Werkstoffkunde werden unter dem Begriff „Aluminium“ sämtliche Werkstoffe, die Aluminium als Basis haben, verstanden. Dazu gehören Reinaluminium, Reinstaluminium und sämtliche Aluminiumlegierungen, die eine mit Stahl vergleichbare Festigkeit besitzen, aber nur ein Drittel seiner Dichte aufweisen, verstanden. Reines Aluminium ist deutlich weniger stabil. Für den 3D-Druck können Aluminiumlegierungen verwendet werden.
In der Natur kommt das Element fast ausschließlich in chemischen Verbindungen vor. Entdeckt wurde es zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Knapp 100 Jahre später begann man mit der industriellen Massenproduktion in Aluminiumhütten. Jedes Jahr werden weltweit mehr als 50 Millionen Tonnen Primäraluminium gewonnen. Eines der Grundmaterialien ist das Mineral Bauxit.
Sowohl die elektrische als auch die thermische Leitfähigkeit fallen sehr hoch aus. Deshalb produziert man beispielsweise Wärmetauscher und leichte Kabel aus Aluminium. Vielen dürfte auch die Alufolie bekannt sein, die in fast jedem Haushalt zum Einsatz kommt. Aluminium nutzt man aber auch für die Fertigung von Fahrzeugbauteilen, Rohren, Dosen und Haushaltsgegenständen. In der Luft- und Raumfahrt setzt man genauso auf das Material wie in der biomedizinischen und der Automobilindustrie.
Auch in der additiven Fertigung, der industriellen Anwendung des 3D-Drucks, setzt man immer stärker auf Metalle. Gerade Aluminiumlegierungen stellen hier eine gute Wahl dar, ermöglichen sie doch die Fertigung von Hochleistungsteilen, welche hohen Belastungen ausgesetzt sein können. So ist es beispielsweise möglich, Motorenteile und Produktionswerkzeuge aus diesem Material herzustellen.
Aluminiumlegierungen eignen sich sowohl für den 3D-Druck von Prototypen als auch für Klein- und größere Serien. Dabei ist deren Qualität genauso gut wie die mit der CNC-Technologie gefertigten Teile. Sie sind wetterbeständig, wasserdicht und bilden somit keinen Rost. Sie ermöglichen beim 3D-Druck die Fertigung komplexer geometrischer Strukturen. Leider sind Aluminiumlegierungen deutlich weniger stabil als Baustahl und auch nicht lebensmittelsicher.
Für den 3D-Druck von Aluminium kann unter anderem auf das Direct Metal Laser Sintering (DMLS)- und das Electro Beam Melting (EBM)-3D-Druckverfahren zurückgegriffen werden. Hier finden Sie eine tabellarische Übersicht aller 3D-Druckverfahren.
Nachfolgend finden Sie alle Artikel die im 3D-grenzenlos-Magazin zum Aluminium-3D-Druck erschienen sind. Um regelmäßig auf dem neuesten Stand zu sein empfehlen wir ein kostenloses Abonnement unseres 3D-grenzenlos-Newsletters.
Das Unternehmen Uniformity Labs gibt die Markteinführung seines UniFuse™ AlSi10Mg-Aluminiumpulvers inklusive optimierter Parameter bekannt. Diese sollen höchsten Druckdurchsatz auf L-PBF-Plattformen für den Metall-3D-Druck bieten. Wir stellen das Material vor.
Das kanadische Materialtechnologieunternehmen Equispheres Inc. hat ein nicht-explosives Ausgangsmaterial aus Aluminiumlegierungen für den industriellen 3D-Druck entwickelt. NExP-1 soll ohne Einbußen in der Qualität die Gefahren der täglichen Materialhandhabung in der additiven Fertigung erheblich reduzieren. Wir stellen es vor.
Das Desktop Metal Tochterunternehmen Aidro aus Italien hat sich erfolgreich als Lieferant von mit 3D-Druck hergestellten Komponenten für Leonardo Helicopters qualifiziert. Es ist eines von zwei Unternehmen, das diese Qualifizierung erreicht hat. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Das deutsche Technologieunternehmen TRUMPF hat das AlSi10Mg-Aluminiumpulver von Equispheres für seine 3D-Drucker-Serie TruPrint 3000 qualifiziert. TRUMPF wird zwei Parametersätze für die Equispheres-Materialien freigeben und es so ermöglichen, seinen Kunden eine bessere Qualität bei höheren Bauraten zu erzielen.
Das deutsche Bike Magazin hat im Vorjahr ein Projekt gestartet, bei dem es darum ging, ein möglichst umweltfreundliches Fahrrad herzustellen. Daraufhin hat Canyon seinen mit einem 3D-Drucker hergestellten Fahrradprototypen für das „Ride Green – Projekt“ entwickelt. Kürzlich wurde der Prototyp auf der The Cycle Show 2022 in London präsentiert.
Das schwedische Unternehmen Gränges Powder Metallurgy bringt mit S220 AM seine erste Aluminiumlegierung für den Metall-3D-Druck auf den Markt. Diese eignet sich für das Laser Beam Powder Bed Fusion 3D-Druckverfahren. Wir stellen die Legierung vor.
CATEC ist verantwortlich für die Konstruktion und Produktion des hinteren Rumpfs des vom Unternehmen Airbus Helicopters entwickelten, experimentellen Hochgeschwindigkeits-Flugschraubers RACER. Der RACER erreicht eine Reisegeschwindigkeit von 400 km/h. Damit eignet er sich für den Einsatz als Flugzeug für medizinische Notfalltransporte sowie Such- und Rettungseinsätze und muss äußersten Belastungen standhalten.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen EOS hat mit Al2139 AM eine neue Aluminiumlegierung für den industriellen 3D-Druck vorgestellt. EOS zufolge ist es die höchstfeste AM-Aluminiumlegierung des Unternehmens mit einer Streckgrenze und Zugfestigkeit von 500 MPa im wärmebehandelten Zustand- Kunden können unter anderem das Gewicht von 3D-gedruckten Teilen ohne Kompromisse bei der Festigkeit reduzieren.
Das 3D-Druck-Unternehmen Aconity3D hat mit seinem 1-kW-MIDI-System und dem Aluminiumpulver von Equispheres Teile aus Aluminium mit einer Zeitersparnis von mehr als 60 % gedruckt. Außerdem konnten die Unternehmen eine Produktionskostenersparnis von 50 % erreichen. Wir stellen die Hintergründe und Einzelheiten dazu vor.
Das 3D-Druck-Unternehmen RICOH hat in einem YouTube-Video seinen neuen „Binder Jet Metal“-3D-Drucker angekündigt. Der neue 3D-Drucker, der eine eigene industrielle Tintenstrahldruckkopftechnologie verwenden soll, soll Teile schnell und in einer hohen Stabilität drucken. Das 3D-Druck-System soll auch unterschiedliche Materialien wie zum Beispiel Aluminium verarbeiten.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen Uniformity Labs hat für einen Solar-Rennsportwagen den für die Sicherheit des Fahrers besonders wichtigen Überrollkäfig mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt. Als Material kam Aluminium zum Einsatz. Neben dem geringeren Gewicht sind auch die höhere Flexibilität beim Design und schnellere Herstellung bei geringeren Kosten Vorteile des 3D-Drucks.
Forscher der Auburn University in den USA und das Unternehmen EOS North America untersuchten gemeinsam den 3D-Druck von Aluminiumlegierungen. Dazu testeten sie fünf häufig verwendete Aluminiumlegierungspulver AlSi10Mg, Scalmalloy, QuesTek Al, Addalloy® 5T (AD1) und AlF357. Mit den Ergebnissen wollen sie Anwendern die Wahl der geeigneten Al-Legierung leichter machen.
Das 3D-Druck-Unternehmen EOS und die Firma Linde haben gemeinsam den Einfluss von Sauerstoff in der Druckprozesskammer und die Auswirkung auf die kritischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung AlSi10Mg untersucht. Für die Messungen verwendeten sie das ADDvance® O2 precision – System von Linde. Wir haben die Ergebnisse zusammengefasst.
In den Niederlanden haben das 3D-Druck-Unternehmen MX3D zusammen mit KM Yachtbuilders im Rahmen eines Projekts an der Fertigung von Kielen (Schiffbau) aus Aluminium mit dem 3D-Drucker gearbeitet. Damit wollen sie das Potenzial des 3D-Drucks mit dem WAAM-Verfahren demonstrieren. Da es zunehmend weniger erfahrene Schweißer gibt, sind Schiffsbauer auf innovative Fertigungsmethoden für die günstige und effiziente Herstellung ihrer Bauteile angewiesen.
Die Hamburger Bootswerft Ziegelmayer beauftragte das mit 3D-Druck vertraute Unternehmen Fehrmann Alloys mit der Herstellung einer 3D-gedruckten Ruderblattaufhängung für das australische Segelteam bei den Olympischen Spielen 2020. Dabei griffen sie auf ihre Aluminiumlegierung AIMgty zurück. Das Ergebnis gab den Beteiligten Recht. Das australische Segelteam landete auf dem ersten Platz und holte die Goldmedaille bei den weltbesten Seglern in der 470er-Klasse.
Das 3D-Druck-Unternehmen XJet gibt die Erweiterung seines 3D-Druck-Materiali-Portfolios um Aluminium bzw. Aluminiumoxid bekannt. Aluminiumoxid wird oft als technische Keramik eingesetzt. Nach Zirkoniumoxid ist es das zweite Material dieser Art, das XJet in sein Materialportfolio für die additive Fertigung aufnimmt.
Österreichische Forscher der Montanuniversität Leoben haben gemeinsam mit den Ingenieuren des 3D-Drucker-Herstellers Lithoz den Multi-Material-Ansatz für die 3D-Druckfähigkeit von Aluminiumoxid mit der höchsten Festigkeit (1GPa) demonstriert. Dabei entstand eine Art „Gorilla-Aluminiumoxid“. Ihre Arbeit zum Thema Keramik-3D-Druck haben sie in einem Fachjournal publiziert.
Das 3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal hat ein für das Binder-Jetting vollständig dichtes, sinterbares 6061-Aluminium angekündigt. Dies entstand in Zusammenarbeit mit dem Materialhersteller Uniformity Labs. Die Unternehmen erklären, dass sich damit einige neue Anwendungsmöglichkeiten im Metall-3D-Druck auftun.
Das 3D-Druck-Unternehmen ExOne gab bekannt gemeinsam mit dem Automobilunternehmen Ford Motor Company das Material Aluminium 6061 für die Verarbeitung mit einem 3D-Drucker qualifiziert zu haben. Dabei setzte ExOne auf ein neuartiges 3D-Druckverfahren mit Binder-Jetting. Wir stellen die Arbeit beider Unternehmen vor.
Das US-amerikanische 3D-Druckunternehmen MELD Manufacturing hat vor einiger Zeit sein eigenes patentiertes MELD-3D-Druckverfahren vorgestellt. Jetzt hat es mit einem 3D-gedruckten Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 3,05 Metern die Leistungsfähigkeit seines Systems demonstriert.