Beste 3D-Drucker, die Metall drucken

Welcher ist der beste 3d-Drucker für Metall? Wie viel kosten 3D-Drucker für Metall? Lesen Sie weiter, um es herauszufinden.

3D-Drucker aus Metall sind sowohl bei Hobbybastlern als auch bei kommerziellen Anbietern sehr gefragt. Es gibt eine Reihe von 3D-Druckern, die mit Stahl und anderen Metallen arbeiten. Diese Drucker sind jedoch aufgrund der fortschrittlichen Technologie, die sie verwenden, oft teuer.

Es gibt auch mehrere Unternehmen, die 3D-Druckdienste für Metalle anbieten. Bei diesen Unternehmen können Sie 3D-Druckmodelle online oder in ihren Geschäften bestellen.

In diesem Leitfaden gehen wir auf die Technologie des Metall-3D-Drucks ein und stellen die besten Metall-3D-Drucker auf dem Markt vor. Fangen wir an.

Geschichte des 3D-Drucks von Metall

Die Metall-3D-Druckindustrie hat einen langen Weg hinter sich. Die Technologie machte erstmals 1994 Schlagzeilen, als EOS den EOSINT M250 entwickelte und herausbrachte, der als erster 3D-Metalldrucker gilt.

Die Maschine hatte jedoch einige Schwächen, wie die Unfähigkeit, einzelne Metallpartikel zu schmelzen. Infolgedessen musste er aktualisiert werden. Der aktualisierte Metall-3D-Drucker war der effizientere EOSINT M270, der im Jahr 2004 auf den Markt kam.

Seitdem haben die Hersteller den technologischen Fortschritt genutzt, um hocheffiziente Metall-3D-Drucker zu entwickeln. Diese modernen Geräte verwenden eine Technologie, die als additive Fertigung von Metallen bekannt ist, was sie schneller, leistungsfähiger und allgemein handlicher macht. Außerdem können die 3D-Drucker eine breitere Palette von Druckmaterialien verarbeiten als ihre Vorgänger.

Die Vorteile der additiven Fertigung (AM) lassen sich nicht leugnen. Die Technologie ist kostengünstig und weniger verschwenderisch als ältere Technologien wie das Schmieden. Die Technologie wird häufig zur Herstellung komplexer Designs verwendet, die mit anderen Metallherstellungsverfahren wie Gießen, Schmieden oder maschineller Bearbeitung nur schwer zu entwickeln sind.

Viele Unternehmen stürzen sich aufgrund der Vorteile von AM auf diese Technologie. Insbesondere die Akteure der Luft- und Raumfahrt- sowie der Automobilindustrie sind die schnellsten Anwender von AM und wohl auch die größten Nutznießer.

Die steigende Nachfrage nach additiver Fertigung hat in den letzten Jahren zum Wachstum der Metall-3D-Druckindustrie geführt. Es wird erwartet, dass die Branche von derzeit 18,33 Milliarden Dollar auf etwa 83,90 Milliarden Dollar im Jahr 2029 anwachsen wird. Ein solch massives Wachstum bedeutet, dass wir mehr Veröffentlichungen von Metall-3D-Druckern sehen werden.

Doch bevor wir fortfahren, wollen wir herausfinden, was zu beachten ist, wenn Sie sich für die additive Fertigung interessieren.

Auswahl einer Lösung für die Additive Fertigung

Um eine Lösung zu finden, die zu Ihrem Unternehmen passt, sollten Sie Ihr Budget und die Anforderungen Ihres Projekts berücksichtigen. Je nach Ihrer Situation kann es besser sein, einen eigenen 3D-Drucker für Metallteile zu mieten, anstatt ihn zu kaufen. In anderen Fällen kann es für Sie wirtschaftlich sein, den 3D-Druck Ihrer Metallteile auszulagern.

Im Folgenden finden Sie eine Einführung in den 3D-Druck von Metall.

Metalle und Werkstoffe

Die gebräuchlichsten 3D-Drucker für Metall sind diejenigen, die Stahl, Messing und Bronze verarbeiten. Konventionelle 3D-Drucker drucken mit 3D-Filamenten wie ABS oder PLA. Diese Materialien werden für die Herstellung von Kunststoffprototypen, Spielzeug und anderen fortschrittlichen strukturierten 3D-Modellen verwendet.

Bei Metall-3D-Druckern werden die angegebenen Materialien verwendet: Metalle.

 

1. Rostfreier Stahl

Edelstahl ist eines der günstigsten und stärksten Metalle für den 3D-Druck. Das vielseitige Metall wird in Kunst- und Designprojekten, aber auch in der Industrie verwendet. Stahl enthält Nickel und Kobalt, die ihm elastische Eigenschaften verleihen und gleichzeitig dafür sorgen, dass er nicht bricht.

2. Titan

Ein weiteres häufig verwendetes Material für Metalldrucke ist Titan, in der Regel Ti64 oder TiAl4V. Titan ist vielseitig einsetzbar und kann daher Gegenstände mit unterschiedlichen Stärken drucken.

Das Metall wird vor allem in der Medizin zur Herstellung von 3D-gedruckten Prothesen sowie in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie für die Produktion von Prototypen und Teilen verwendet.

3. Kobalt Chrom

Kobalt ist eine hochfeste Metalllegierung, die zur Herstellung von Zahnimplantaten, Turbinen und orthopädischen Implantaten verwendet wird. Das Metall wird häufig für den 3D-Druck in der Medizin verwendet und hat sich zu einer beliebten Herstellungsmethode entwickelt.

4. Aluminum

Aluminium ist leicht und vielseitig, weshalb es ein beliebtes Metall für den 3D-Druck ist. Es wird hauptsächlich für Legierungen auf Aluminiumbasis verwendet.

5. Kupfer und Bronze

Kupfer und Bronze werden hauptsächlich in Wachsgussverfahren verwendet. Die beiden Metalle werden in der Regel nicht für pulverbasierte Techniken verwendet und sind daher nicht die erste Wahl für industrielle Projekte. Stattdessen werden sie eher im Kunsthandwerk verwendet.

6. Gold, Silber und andere Edelmetalle

Metalle wie Gold, Silber und andere Edelmetalle werden meist von pulverbasierten 3D-Druckern verwendet. Dies ist ein schwieriger Prozess, da der 3D-Drucker das wertvolle Pulver verarbeiten und gleichzeitig die Eigenschaften des Materials beibehalten muss.

3D-Drucke aus Edelmetallen werden vor allem in der Medizin, in der Schmuckherstellung und in der Elektronik eingesetzt.

Anwendung von 3D-Drucken aus Metall

3D-gedruckte Metalle finden in verschiedenen Branchen Anwendung, unter anderem im Gesundheitswesen (Zahnmedizin), in der Konsumgüterindustrie (Schmuck) und in der Elektronik.

Die meisten Metall-3D-Drucker sind für kommerzielle Anwendungen konzipiert. Das erklärt, warum sie teurer sind als 3D-Drucker für Verbraucher. Es gibt jedoch auch einige Drucker, die für den breiteren Verbrauchermarkt konzipiert sind.

Wie 3D-Drucker aus Metall funktionieren

Das Drucken von Metallobjekten funktioniert auf die gleiche Weise wie das Drucken von Kunststoffobjekten. Allerdings sind die Temperaturen hier völlig anders als bei normalen 3D-Druckern, die mit Kunststofffilament arbeiten.

Das Funktionsprinzip ist dasselbe: Der Druckkopf sprüht eine Schicht geschmolzenen Metalls aus, die sich verfestigt und auf der Grundlage der an den 3D-Drucker gesendeten digitalen Datei zu einem Objekt wird.

Drucken mit Metallpulver

Es gibt auch eine andere Methode des Metalldrucks, die nicht die gleichen hohen Temperaturen erfordert. Bei dieser Methode wird anstelle von geschmolzenem Metall Metallpulver verwendet.

Wenn das Metallpulver aufgesprüht wird, verbinden sich die entstehenden Metallschichten zu einer einheitlichen Masse. Dies wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das gesamte Druckobjekt fertig ist. Je nach Größe und Komplexität des Modells kann der Druckvorgang mehrere Stunden in Anspruch nehmen.

Metallpulver kann mit billigeren Maschinen gedruckt werden. Allerdings ist das Material dann nicht als Endprodukt verwendbar. Damit das Modell verwendet werden kann, muss es wie Keramik für 24 Stunden in einen Schmelzofen mit einer Temperatur von etwa 175 Grad gelegt werden.

Nachdem das Modell gedruckt wurde, ist es porös und voller Luft. Die Lufträume müssen im Ofen mit geschmolzenem Metall gefüllt werden, damit das Modell stabil wird.

3D-Drucken von Metall zu Hause

Bevor 3D-Metalldrucker für den Verbrauchermarkt erhältlich sind, gibt es immer noch die Möglichkeit, Metall in Formen zu gießen. Das ist eine alte, bewährte Methode, die seit Jahrhunderten verwendet wird.

Aber einige Metallgegenstände zu Hause zu drucken, wäre zweifellos viel einfacher – und würde mehr Spaß machen! Wann können wir also mit 3D-Metalldruckern für den normalen Hausgebrauch rechnen?

Leider kosten die meisten Metalldrucker derzeit Hunderttausende von Dollar, was ein hoher Preis für das Drucken von ein paar Teelöffeln und Handtuchhaken ist. 3D-Drucker aus Metall für den Heimgebrauch könnten jedoch in nicht allzu ferner Zukunft Realität werden. Shapeways beispielsweise ermöglicht es Privatpersonen, Metallmodelle mit Metalldruckern zu drucken.

Wir werden sehen, wie lange es dauert und wie hoch der endgültige Preis für den Metall-3D-Drucker für den Heimgebrauch sein wird. Bis dahin müssen wir uns auf andere externe Methoden verlassen.

Nachdem das geklärt ist, hier eine Übersicht über die besten Metall-3D-Drucker, die derzeit auf dem Markt sind.

Beste 3D-Drucker für Metall

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Marke	Produkt	Gebäudehülle (mm)	Technologie	Ausgangsstoff	Land	Preis
TRUMPF	TruPrint 1000	100 x 100 x 100	Laser Powder Bed Fusion ( LPBF)	Metall-Pulver	Deutschland	$170,000
EOS	EOS M 100	100 X 100 X 95	Laser Powder Bed Fusion(LPBF)	Metall-Pulver	Deutschland	$350,000
3D Systems	DMP Flex 100	100 x 100 x 90	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	$150,000
DMG Mori	Lasertec 12 SLM	125 x 125 x 200	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	Deutschland	$>500,000
Desktop Metal	Shop System	350 x 220 x 200	Binder Jetting	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	$150,000
GE Additive	X Line 2000R	800 x 400 x 500	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	$250,000
Optomec	LENS CS 250	250 x 250 x 250	Direct Energy Deposition (DED)	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	Von $200.000
Desktop Metal	(ExOne) InnoventX	160 x 65 x 65	Binder Jetting	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	$250,000
SLM Solutions	SLM 125	125 × 125 × 125	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	Deutschland	$400,000 to 500,000
Renishaw	RenAM 500Q	245 x 245 x 335	Laser Powder Bed Fusion (SLM/DLMS)	Metall-Pulver	Vereinigtes Königreich	$250,000
Digital Metal	DM P2500	203 x 180 z 69	Binder Jetting	Metall-Pulver	Schweden	$250,000
Hewlett-Packards (HP)	Hp Metal Jet	430 x 320 x 200	Binder Jetting	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	$400,000
Xi’an Bright Laser Technologies (BLT)	BLT S210	105 x 105 x 200	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	China	Auf Anfrage
Velo3D	Sapphire	315 x 315 x 1000	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	>$500,000
Farsoon Technologies	FS121M	120 x 120 x 100	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metall-Pulver	Vereinigte Staaten	>$500,000
Rapidia	Metal Designlab	200 x 280 x 150	Fused Deposition Modeling (FDM)	Gebundenes Pulverfilament	Vereinigte Staaten	$100,000
Markforged	Metal X(Gen 2)	300 x 220 x 180	FDM (Fused Deposition Modelling)	Gebundenes Pulverfilament	Vereinigte Staaten	$99,500
Desktop Metal	Studio System 2	300 x 200 x 200	FDM (Fused Deposition Modeling	Gebundenes Pulverfilament	Vereinigte Staaten	$110,000

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Beste 3D-Metalldrucker aus Metall: Ehrende Erwähnungen auf einen Blick

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Marke	Produkt	Gebäude Umschlaggröße (mm)	Technologie	Ausgangsstoff	Land	Preis
XJet	Carmel 700	501 × 140 × 200	Material Jetting	Metall und Keramik	Israel	$599,000
Pollen AM	Pam Series MC	⌀ 300 x 300	Pellet Additive Manufacturing(PAM)	Metall und Keramik	Frankreich	$140,000
Triditive	AMCELL	⌀ 300 x 350	Automated Multi-material Deposition (AMD)	Metall und Polymere	Spanien	Auf Anfrage
GE Additive	M2 Series 5	250 x 250 x 300	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metallpulver	Vereinigte Staaten	Auf Anfrage
GE Additive	Arcam EBM Spectra L	350 × 350 × 430	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metallpulver	Vereinigte Staaten	Auf Anfrage
SPEED3D	WarpSPEED3	⌀ 1000 x 700	Material Jetting	Metallpulver	Australien	Auf Anfrage
Xcat Metal	XM200C	127 x 127 x 127	Laser Powder Bed Fusion (LPBF)	Metallpulver	Vereinigte Staaten	USD 110, 000
FormAlloy	L-Series	1000 x 1000 x 1000	Directed Energy Deposition (DED)	Metallpulver	Vereinigte Staaten	Auf Anfrage
Desktop Metal	Production System P-1	200 × 100 × 40	Binder Jetting	Metallpulver	Vereinigte Staaten	Auf Anfrage

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Beste 3D-Metalldrucker der Einstiegsklasse

Die Liste in diesem Abschnitt enthält zwar 3D-Metalldrucker der Einstiegsklasse, aber die Herstellerfirmen entwickeln auch größere Geräte. Wenn also Skalierbarkeit unvermeidlich wird, haben Sie bereits einen Ausgangspunkt für Ihren Schaufensterbummel.

Abgesehen von Experimenten eignen sich 3D-Metalldrucker der Einstiegsklasse für Kleinserien und die Entwicklung kundenspezifischer Teile.

Trumpf TruPrint 1000

Trumpf ist einer der größten Werkzeugmaschinenhersteller der Welt. Das Unternehmen ist auch im Bereich des 3D-Drucks von Metall tätig. Wenn Sie auf der Suche nach einem Drucker mit LMF (Laser Metal Fusion) und LMD (Laser Metal Deposition) sind, ist Trumpf die einzige Anlaufstelle für Sie. Es ist Ihre einzige Wahl, denn andere Unternehmen bieten nur die eine oder die andere der beiden 3D-Metalldrucktechnologien an.

Das Unternehmen bietet verschiedene Modelle unter der TruPrint-Serie an, darunter Truprint 1000, 2000, 3000 und Truprint 5000. Die TruPrint 1000 soll jedoch der produktivste Kleinformatdrucker sein. Er kann bei gleichbleibender Zeit bis zu 80 % mehr Teile drucken als andere Maschinen seiner Kategorie.

Für eine beeindruckende Produktionsgeschwindigkeit sorgt die Multilaserfunktion des Druckers, die eine parallele Pulverbeschichtung neben der Laserbelichtung ermöglicht. Das 100 x 100 x 100 mm große Gehäuse der Maschine bietet Platz für vier Substratplatten. Die automatische Wechselfunktion trägt dazu bei, die Laufzeit des Druckers zu erhöhen.

TruPrint 1000 kann verschiedene amorphe Metalle detailgetreu verarbeiten. Sie erreichen eine minimale Schichtdicke von 10 Mikrometern mit Bauteilen, die sich durch hohe Elastizität und Korrosionsbeständigkeit auszeichnen. Die entstehenden Bauteile sind oft leichter, so dass sich die Maschine auch für die Fertigung kleiner Industrieteile eignet.

Weitere attraktive Eigenschaften sind die schnelle Einrichtung, die einfache Bedienung und die ergonomische Handhabung. Außerdem verfügt der Drucker über einen ebenso intuitiven Touchscreen, der eine Fernsteuerung über eine Tablet-App ermöglicht.

EOS M 100

Der EOS M 100 ist ein Einstiegsgerät für die additive Fertigung von EOS, einem 1989 gegründeten deutschen Unternehmen. Das Unternehmen gehört zu den führenden Herstellern von 3D-Druckern und ist auch einer der ältesten. Es bietet eine breite Palette an industriellen Produktionsgeräten mit unterschiedlichen Bauraumgrößen und Laserleistungen an. Der EOS-Katalog kann eine hervorragende Lösung sein, wenn Sie Ihre Druckkapazitäten erweitern möchten.

Die M 100 arbeitet mit der DMLS-Technologie (Direct Metal Laser Sintering). Mit seinem kleinen Bauraum von 100 x 100 x 95 mm ist der Drucker ideal für den Druck kleinster Teile. Sein stabiler 200-Watt-Laser schmilzt und verschmilzt Metallpulver effizient. Der kleine Laserspot bietet eine feine Auflösung, mit der Sie geometrisch komplexe Teile entwickeln können.

Das Design des M 100 stellt sicher, dass das Gerät so effektiv wie schnell ist. Um dies zu erreichen, kann der Drucker viele hochpräzise Teile mit geringerem Nachbearbeitungs- und Reinigungsbedarf herstellen. Die Qualität ist dabei ziemlich konstant. Darüber hinaus verfügt die Maschine über ein modulares Design mit einem Pulverbehälter. Es handelt sich also sowohl um einen intuitiven als auch um einen wartungsarmen Metall-3D-Drucker.

Es lohnt sich zu lesen, dass der EOS M100 eine begrenzte Anzahl von Materialien verarbeiten kann (EOS CobaltChrome, EOS StainlessSteel 316L, EOS Titanium Ti64 und Tungsten W1). Laut Hersteller eignet sich die EOS M100 für medizinische Anwendungen mit dem Schwerpunkt auf der Herstellung von Zahnkronen und -brücken. EOS bietet eine zertifizierte Liste von medizinisch unbedenklichen 3D-Metalldruckmaterialien für die genannte Anwendung.

3D Systems DMP Flex 100

3D Systems ist einer der ältesten und größten AM-Hersteller der Welt. Ihr Katalog für Metall-3D-Drucker enthält mehrere Produktionsgeräte. Der DMP Flex 100 soll der kleinste Einstiegsdrucker auf der Liste sein. Er zeichnet sich durch eine kleine Stellfläche aus, mit der sich kleine, detaillierte Teile mit bemerkenswerter Präzision herstellen lassen.

Um perfekte 3D-Drucke zu erzielen, ist das Bauvolumen des Druckers von 100 x 100 x 90 mm mit einem 100-Watt-Laser ausgestattet. Der leistungsstarke Laser ermöglicht es dem Drucker, eine breite Palette von Metallpulvern zu verarbeiten, darunter auch verschiedene Titansorten.

Die All-in-One 3DXpert Software hilft Ihnen, Überhänge von bis zu 20 Grad ohne Stützen zu erreichen. Die Oberflächen der Teile können bis zu 5 Mikrometer (200 Ra Mikrozoll) fein sein. Außerdem sind schärfere Eckenradien gewährleistet. Ihre Teile müssen nur noch minimal nachbearbeitet werden.

Bessere Oberflächenqualität und geringerer Bedarf an Halterungen bedeuten effizienteren Materialeinsatz und kürzere Produktionszeiten. Mit anderen Worten: Der Drucker spart Ihnen Geld und Zeit.

Wie andere vertrauenswürdige additive Fertigungsdienste hat auch 3D Systems ein eigenes Druckverfahren. Die AM-Technologie von 3D Systems wird Direct Metal Printing genannt. Sie treibt den DMP Flex 100 sowie andere Schwestermaschinen an. Diese Innovation ermöglicht es dem Drucker, eine Schicht auf die andere zu setzen, was zu dichten, starken Komponenten führt.

Zur Erinnerung: Der DMP Flex 100 druckt mit den additiven Fertigungspulvern seines Herstellers. Darüber hinaus ist die notwendige Infrastruktur erforderlich, um spezielle Gasleitungen für den optimalen Betrieb des Druckers unterzubringen. Wenn Sie das Ziel erreichen, auf der AM-Leiter nach oben zu steigen, bietet 3D Systems fünf größere 3D-Metalldrucker für Sie an.

DMG Mori Lasertec 12 SLM

DMG Mori ist einer der größten AM-Fertigungsdienstleister in Deutschland. Das Unternehmen wurde 1948 mit dem Schwerpunkt auf der Herstellung von Ausrüstungen für die Textilherstellung gegründet, die die Grundlage für die Expertise des Unternehmens in der Werkzeugindustrie bilden, einschließlich Fräsen, Drehen, Schleifen, Ausrüstung und On-Demand-Metall-3D-Drucker.

DMG Mori bietet auch eine Reihe von AM-Beratungsdiensten an, wie z. B. Simulation und Topologieoptimierung, Überprüfung der Druckbarkeit von Teilen, Entwicklung neuer Komponenten, Redesign von Teilen für AM, 3D-Druck von Prototypen und kleinen Komponenten sowie AM-Kurse und -Schulungen.

Obwohl der Schwerpunkt des Unternehmens zunächst auf DED-Maschinen lag, hat DMG Mori sein Portfolio um Hybrid- und PBF-Systeme (Powder Bed Fusion) erweitert. Die Lasertec 12 SLM gehört zu den älteren Innovationen von DMG Moris. Sie wurde als zweite Maschine auf den Markt gebracht, kurz nachdem das Unternehmen den ersten Laser-PBF-Drucker, die LASERTEC 30 SLM, auf den Markt gebracht hatte.

Der Lasertec 12 SLM bietet ein hohes Maß an Flexibilität. Seine offene Plattform erlaubt es, verschiedene Parameter mit minimalem Aufwand einzustellen. Außerdem können Sie mit verschiedenen Materialien drucken, darunter Aluminium, Kobalt-Chrom-Legierungen, Kupferlegierungen, Schnellarbeitsstahl, Nickelbasislegierungen, Scalmalloy, Edelstahl, Titan und Werkzeugstahl.

Eine APP-basierte Steuerung und ein Touchscreen sorgen für eine intuitive Bedienung der Maschine. Ein schneller Materialwechsel wird durch eine Re-PLUG-Funktionalität ermöglicht. Das Modul ist auch für die Verwendung von recyceltem Pulver im Drucker verantwortlich.

Darüber hinaus hilft ein optimierter Gasvolumenstrom bei der Qualitätskontrolle und senkt den Argonverbrauch. Das bedeutet, dass weniger Material verschwendet wird, was in der Welt des Metall-3D-Drucks einen wirtschaftlichen Wert darstellt, da die Kosten für Metall-3D-Druck ziemlich hoch sein können.

Die Schichtdicke kann bis zu 20 Mikrometer betragen, und die Laserleistung kann je nach Druckanforderung von 200 W bis 400 W eingestellt werden. Die Anwendungsbeispiele zeigen, dass der Drucker in den Bereichen Medizin, Luft- und Raumfahrt und Anlagenbau eingesetzt wird.

Desktop Metal Shop System

Das Shop System von Desktop Metal wurde entwickelt, um die gesamte Durchlaufzeit zu verkürzen. Es verfügt über die SPJ-Technologie (Single Pass Jetting), die 10 Mal schneller ist als LPBF-Systeme (Laser Powder Bed Fusion). Dadurch kann der Drucker Metallteile innerhalb von Minuten herstellen.

Der Drucker verfügt über mehr als 70 000 Düsen, um Druckredundanzen wie Jet-Outs zu bewältigen und qualitativ hochwertige Teile zu produzieren. Die Düsen nutzen die Single Pass Jetting (SPJ)-Technologie der Maschine, um das Bindemittel auf die Metallpulver aufzutragen, was zu feinster Oberflächenbearbeitung führt.

Nach Angaben des Herstellers kann das Shop System eine Druckqualität von bis zu 4 Mikron Ra und mindestens 0,1 Mikron Ra bei der Massenbearbeitung erreichen.

Einige 3D-Metalldrucker gehen kaputt, wenn sie über einen längeren Zeitraum laufen. Das ist ein weiterer Grund, warum Desktop Metal sich für die SPJ-Technologie entschieden hat. Sie stellt sicher, dass der Drucker über längere Zeiträume hinweg aktiv drucken kann.

Das Desktop Metal Shop System ist mit rostfreiem Stahl und Legierungen wie 17-4PH rostfreiem Stahl, DM HH rostfreiem Stahl, 20 rostfreiem Stahl, der Nickellegierung IN625 und Nickel-Chrom-Superlegierung kompatibel. Außerdem sind die endgültigen Drucke oft dicht und fest, so dass Sie die Schritte des Entbindens und Füllens getrost auslassen können.

Wenn Sie Produkte mit hoher Dichte entwickeln möchten, empfehlen wir das größere Modell P-50. Sein Bauvolumen von 490 x 380 x 260 mm bietet ausreichend Platz für die Ausführung des Auftrags.

Desktop Metal bietet aber auch das Modell P-1 mit einer Kammer von 200 x 100 x 40 mm an. Es ist für kleinere Produktionsläufe gedacht, wobei die Qualität der Drucke gewährleistet ist. Um den Anforderungen an die Skalierbarkeit gerecht zu werden, können Sie mit dem Modell P-1 entwickelte Teile auf das größere Modell P-50 übertragen.

GE Additive X Line 2000R

Das preisgekrönte Angebot von GE Additive Manufacturers umfasst zwei verschiedene Linien von 3D-Metalldruckern: Concept Laser SLM und die Arcam EBM-Serie. Erstere wurde im Jahr 2000 gegründet und schloss sich GE Additive im Jahr 2016 an.  Letztere wurde 2017 in das GE-Angebot aufgenommen, obwohl sie bereits seit 1997 in der Branche tätig ist.

Die Concept Laser-Serie umfasst leistungsstarke 3D-Drucker für Metall, die mit Lasern ausgestattet sind, die feines Metallpulver schmelzen können, um die Herstellung komplexer Geometrien mit bemerkenswerter Präzision zu ermöglichen. Die Serie umfasst die folgenden Produktionseinheiten:

• M-Linie: Nimmt hochwertiges Material auf und druckt effizient Teile mit aufwendigen Strukturen
• M2 Serie 5: Entwickelt für Anwender, die eine gleichbleibende Qualität wünschen, z. B. in Branchen mit strengen Qualifikationsanforderungen wie der Medizinbranche
• Mlab-Familie: Effiziente, kostensparende und schnelle Drucker, die hochwertige Drucke in großem Umfang verarbeiten können
• X Line 2000R: Das weltweit größte additive Metallpulversystem mit der Möglichkeit zur Herstellung besonders großer Teile.

Die X Line 2000R wird mit der LPBF-Technologie (Laser Powder Bed Fusion) betrieben. Der Hersteller nennt sie aber auch gerne LaserCusing-Technologie. Die Technik befähigt den Drucker, Teile aus Edelmetallen, Stahllegierungen, Nickel, Aluminium und Titan zu verarbeiten. Ein geschlossener Recyclingkreislauf hilft dabei, reaktive Pulver in Schach zu halten.

Der Metall-3D-Drucker ist so konzipiert, dass er den Materialverlust minimiert. Er verfügt über Wiederaufbereitungsabschnitte, die überschüssiges Pulver recyceln, das dann wieder in die Produktionseinheit eingespeist wird. Gleichzeitig sorgen die leistungsstarken 1000-Watt-Laser der Maschine für kürzere Produktionszeiten.

Die EBM-Serie von Arcam ist eine Familie von fünf 3D-Druckern für Metall. Sie verwenden Hochleistungselektronenstrahlen, die höhere Schmelzkapazitäten liefern, so dass die Maschinen maßgenaue Teile herstellen können. Die Bauteile sind außerdem spannungsfrei, da der Prozess in einem Vakuum stattfindet. Hier finden Sie einen Überblick über die fünf Drucker:

EBM A2X: Ein wirtschaftlicher 3D-Metalldrucker, der das Recycling von Pulver ermöglicht und niedrigere Betriebskosten bietet. Er wird für den akademischen Bereich und die Forschung empfohlen.

Spectra L: Verfügt über das größte Bauvolumen in der EBM-Liste. Er ist ideal für die Massenproduktion von großen, hochintegrierten Komponenten.

Spectra H: Bietet eine hohe Wärmeformbeständigkeit, die es ermöglicht, verschiedene Metalllegierungen und rissanfällige Materialien zu bearbeiten.

EBM Q10 Plus: Bietet eine kleine Stellfläche und hohe Auflösung für die kosteneffiziente Herstellung von orthopädischen Implantaten.

EBM Q20 Plus: Nutzt die vom Hersteller als Arcam EBM xQam bezeichnete Technologie für die hochpräzise Autokalibrierung in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Optomec LENS CS 250

Das in den USA ansässige Unternehmen Optomec verfügt über zahlreiche 3D-Drucksysteme für Metall. Das führende Unternehmen im Bereich der additiven Fertigung hat angeblich die größte Anzahl von DED-Systemen (Direct Energy Deposition) weltweit installiert.

Die LENS-Serie (Laser Engineered Net Shaping) ist mit der von Optomec entwickelten DED-Technologie ausgestattet. Diese Innovation ermöglicht es den LENS-Modellen, komplexe Teile herzustellen. Häufig wird beim Druckprozess ein pulverförmiges Metallmaterial durch eine Düse geblasen, und dann hilft ein Laserarray dabei, aus dem Material ein Schmelzbad zu erzeugen.

Die LENS-Technologie kann hilfreich sein, wenn es darum geht, Materialien zu bereits vorhandenen Komponenten hinzuzufügen. Daher sind diese Maschinen ideal für die Reparatur, Wartung und Überholung von Bauteilen (MRO). Sie können auch eine breite Palette von Metall-3D-Druckanforderungen erfüllen.

Der CS 250 ist der kleinste Metall-3D-Drucker im LENS-Katalog. Sein atmosphärisch kontrollierter Bauraum von 250 × 250 × 250 mm beherbergt ein Mehrachsensystem mit mehreren CNC-Funktionen. Außerdem verfügt er über einen 500 bis 2000 W starken Faserlaser und ein zuverlässiges Front-Pulverladesystem, das verschiedene Legierungen wie Aluminium, Stahl und Titan verarbeiten kann. Der Drucker kann auch Keramik- und Verbundwerkstoffdruckaufträge übernehmen.

Ein zusätzlicher Vorteil sind die werkzeuglosen Funktionen und die geringe Wärmezufuhr. Der Hersteller empfiehlt den Drucker für Anwender, die sich mit der additiven Fertigung von Metallen befassen, sowie für Universitäten und Hersteller von Metallpulver. Um Ihren wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, bietet Optimec die LENS 860 an. Er zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen und eine höhere Leistung aus, was die Produktion von mittelgroßen und großen Teilen ermöglicht.

Desktop Metal (ExOne) InnoventX

Der InnoventX ist ein innovativer 3D-Drucker von ExOne, einem in Deutschland ansässigen Unternehmen, das im Jahr 2021 von Desktop Metal übernommen wurde. Kurz nach der Übernahme hat Desktop die EXOne-Drucker umbenannt, was ihnen den Namen X-Serie einbrachte. Desktop Metal ist ein amerikanisches Unternehmen für additive Fertigung.

Wie die anderen Drucker in diesem Abschnitt ist auch der InnoventX skalierbar. Seine Druckkopf-Engine kann Ihre Druckanforderungen vom Prototyping bis hin zur Serienproduktion erfüllen. Darüber hinaus verfügt er über eine Binder-Jetting-Technologie, die sowohl einmalige Druckaufträge als auch Anfragen für kleine Chargen von Teilen unterstützen kann.

Die Ultraschall-Dosiertechnologie des Druckers ermöglicht es, gleichmäßige Schichten von Bindemittelpulver zu erzeugen. Er ist dafür bekannt, dass er Drucke mit hoher Dichte, ausgezeichneter Oberflächenqualität und engen Toleranzen produziert. Der InnoventX eignet sich zwar hervorragend für die Produktion, ist aber am besten für Forschung, Verifizierung und Experimente geeignet.

Die Kosteneffizienz des InnoventX wird durch Nachhaltigkeitseigenschaften ergänzt. Die Abmessungen des Druckers von 160 x 65 x 65 mm erfordern nur 10 Pfund Metall-AM-Pulver, um in Betrieb zu gehen. Außerdem ermöglicht sein Design das Recycling von bis zu 80 % des gesamten eingesetzten Metallpulvers. Das System ist mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel, darunter:

• Rostfreie Stähle
• Werkzeugstähle
• Nickellegierungen
• Aluminium-Legierungen
• Titan-Legierungen
• Metallverbundwerkstoffe
• Keramiken wie B4C (aluminiuminfiltriertes Borkarbid) und Siliziumkarbid

SLM Solutions SLM 125

SLM solutions ist ein börsennotiertes Unternehmen mit Hauptsitz in Lübeck, das für seine Vorreiterrolle im selektiven Laserschmelzverfahren bekannt ist. In der Tat soll das Unternehmen den weltweit ersten Multi-Laser-Metall-3D-Drucker auf den Markt gebracht haben. Der SLM 125 ist die kleinste Maschine im Katalog von SLM Solutions.

Er verfügt über einen Bauraum von 125 × 125 × 75 mm, in dem ein 400-Watt-Faserlaser untergebracht ist. Nach Angaben von SLM Solutions liegt die Leistungsgrenze des SLM 125 weit über der von Druckern gleicher Größe. Dieses Attribut sorgt für einen effizienten Pulververbrauch und reduziert den Gesamtverbrauch um etwa 80 %. Ein einstellbarer Gasfluss sorgt für einen geringen Gasverbrauch.

Aufgrund der Größe des Bauraums eignet sich dieser Drucker hervorragend für den Bau von Prototypen, KLEINEN 3D-Drucken und Einzelstücken. Der Hersteller empfiehlt ihn jedoch für Forschung und Entwicklung.

Das Gerät verfügt über eine patentierte bidirektionale Beschichtungsfunktion, mit der es höhere Bauraten als andere 3D-Drucker seiner Kategorie erzielen kann. Ein offenes Bedienkonzept unterstützt die Entwicklung individueller Teile und die Anpassung an Kundenwünsche.

Der Drucker unterstützt sowohl aktive als auch nicht-reaktive Pulver. Die Überwachung der Laserleistung sorgt für eine optimale Laserleistung, während ein Schichtsteuerungssystem konsistente Schichten liefert und dem Gerät eine beeindruckende Genauigkeit verleiht. Folglich wird die Unregelmäßigkeit der Teile drastisch reduziert, was ihn zu einer wirtschaftlichen Option macht.

Die SLM 125 enthält nur wenige pulverführende Komponenten. Daher ist der Materialwechsel einfach und schnell. Eine breite Palette von Erweiterungsmöglichkeiten hilft, unterschiedliche Anforderungen an den 3D-Metalldruck zu erfüllen. Das System kann mit den folgenden Metallpulvern drucken:

• Rostfreier Stahl
• Werkzeugstahl
• Kobalt-Chrom
• Nickel-Legierung
• Aluminium
• Titan

Renishaw RenAM 500Q

Der Renishaw RenAM 500Q Bauraum von 245 x 245 x 335 mm beherbergt vier Laser. Die Positionierung der Laser stellt sicher, dass sie den gesamten Druckbettbereich effizient bedienen und Ihnen ein besseres 3D-Druckerlebnis bieten. Jeder Laser liefert 500 Watt und ist in der Lage, bis zu 150 cm3 pro Stunde zu erzeugen. Dies hängt oft von Materialvariablen wie geometrischen Eigenschaften ab.

Da der Drucker mit mehreren Lasern ausgestattet ist, lassen sich Vollschichtsinterungen schneller als bei Einschichtsystemen erzielen. Durch den erhöhten Ausstoß werden die Gesamtproduktionskosten erheblich gesenkt. Erwähnenswert sind auch die einfache Wartung, die Sicherheit des Bedieners und die kürzeren Produktionszeiten.

Die Maschine verfügt über automatische Sieb- und Pulverrückführungsfunktionen. Ein Gasflusssystem regelt den Argonverbrauch und die Emissionen. Insgesamt bietet die Renishaw RenAM 500Q ein hervorragendes Material- und Umweltmanagement.

Digital Metal DM P2500

Der DM P2500 ist kein gewöhnlicher 3D-Metalldrucker. Es handelt sich um eine robuste Innovation von Digital Metal, einer ernstzunehmenden Stimme in der Welt der Metallstrahl-Bindemitteldrucker für die industrielle Produktion.

Übrigens, die innovativen Ideen von Digital Metal haben in der 3D-Druckbranche Anerkennung gefunden. Das Unternehmen wurde 2019 von der 3D-Druckbranche mit dem Preis “Innovation des Jahres” ausgezeichnet. Auch die Zugehörigkeit von Digital Metal zu Höganäs verschafft ihnen einen Vorsprung in der Welt des Metall-3D-Drucks.

Höganäs ist das weltweit größte Unternehmen, das Metallpulver herstellt. Digital Metal kann also die weltweite Präsenz des Mutterunternehmens nutzen, um eine bessere Lieferkettenerfahrung zu bieten. Außerdem ist das Unternehmen im Bereich Forschung und Entwicklung von Metallteilen sicherlich führend.

Außerdem verschafft die jüngste Partnerschaft von Digital Metal mit dem US-amerikanischen Unternehmen Elnik Systems dem Unternehmen einen Vorsprung in der additiven Fertigung von Metallteilen. Elnik Systems ist ein weltweit führender Hersteller von fortschrittlichen Metall-Spritzgießmaschinen (MIM).

Digital Metal DMP2500 hat bereits mehrere Drucker auf dem Markt. Der DMP2500 wurde jedoch erst 2017 vorgestellt. Er gilt als der weltweit erste Hochpräzisionsdrucker mit Binder-Jetting-Technologie.

Der DMP2500 ist ein Upgrade der Vorgängermodelle P1000 und DM P2000, hat einen etwas größeren Bauraum (203 x 180 x 169 mm) und ist zudem nischenspezifisch. Unabhängig von der Größe kann die DMP2500 gleichzeitig eine große Anzahl von Komponenten herstellen. Wenn Sie schnell kleine Mengen feiner, detaillierter 3D-Metalldrucke herstellen möchten, kann dies eine ideale Option sein.

Im Gegensatz zu anderen AM-Systemen bietet der DMP2500 eine beeindruckende Oberflächenqualität. Er kann ohne Nachbearbeitung bis zu sechs Mikrometer erreichen. Da keine Wärmeübertragung erforderlich ist und auch keine Stützstrukturen erforderlich sind, können Sie den Bauplatz sehr dicht besetzen.

Materialverschwendung und Langlebigkeit sind gewährleistet. Ein auf dem Firmengelände installiertes DMP2500 ist seit 2013 rund um die Uhr in Betrieb. Das System kann fast 100 % des übrig gebliebenen Metallpulvers recyceln. Es ist mit allen Metallmaterialien nach ISO 22068 kompatibel, einschließlich:

• 247 DM
• DM 625
• Ti6Al4V
• Werkzeugstahl DM D2
• 316L (1.4404) Rostfreier Stahl
• 17-4PH (1.4542) Rostfreier Stahl
• DM 718 legierter Stahl
• DM 4140 niedrig legierter Stahl
• DM Cu (Reinkupfer)

HP Metal Jet

Der HP Metal Jet ist einer der kürzlich entwickelten Metall-3D-Drucker. Er wurde 2018 auf den Markt gebracht und gewann schnell an Popularität als einer der fortschrittlichsten Metall-3D-Drucker der Welt für die Massenproduktion.

Der schnelle Aufstieg zum Ruhm ist auf die umfangreiche Erfahrung von HP in der Druckindustrie zurückzuführen. Dank ihres umfassenden technologischen Know-hows waren sie in der Lage, führende 2D-Drucker herzustellen.

Auf den Durchbruch folgte eine erfolgreiche Erkundung des 3D-Druckbereichs, die zur Entwicklung der eigenen MJF-3D-Drucktechnologie führte, einem Ableger des Bidder-Jetting-Verfahrens. Die Technologie soll schneller sein als andere AM-Methoden

Der Metal Jet verfügt über die MJF-Technologie, was zum Teil seine hohen Produktionskapazitäten erklärt. Nach Angaben des Herstellers ist der Drucker etwa 50 Mal produktiver als andere Metall-3D-Drucker der gleichen Klasse.

Das Gesamtdesign des Geräts basiert auf mehreren Ideen, die aus HPs langjährigen Erfahrungen mit Kunststoff-3D-Druckern stammen. Denken Sie daran, dass 3D-Drucker aus Kunststoff wirtschaftlich sind, so dass die Druckkosten des Metal Jet niedriger sind als die ähnlicher Produktionseinheiten.

Unabhängig von der Überschalldruckgeschwindigkeit des Druckers ist eine gleichbleibende Qualität gewährleistet. Tatsächlich ermöglicht das Design die Herstellung geometrisch komplexer Drucke mit einer Druckgenauigkeit von 1200 x 1200 dpi 3D auf Voxel-Ebene.

Für den Druck spritzt ein thermischer Tintenstrahler Tröpfchen mit HP-Bindemittel auf das Druckbett, das bereits mit einer dünnen Schicht Metallpulver überzogen ist. Das Schichtverfahren ist für den Ruf des Druckers verantwortlich, solide Teile zu liefern. Außerdem bestehen die entwickelten Komponenten zu 99 % aus Metall, was den Materialabfall reduziert. Um die Druckkosten weiter zu senken, ermöglicht der Drucker das Recycling von überschüssigem Metallpulver.

Das Design reduziert auch die Notwendigkeit des Entbindens. Auf den Druck folgt schnell das Entbinden, dann werden die Komponenten in einem Ofen gesintert. Für die Herstellung eines einzelnen Produkts oder einer Gruppe von Metallteilen in der Größe eines ganzen Gehäuses von 430x320x200 mm werden etwa fünf Stunden benötigt.

Der Metal Jet ist in der Automobilindustrie weit verbreitet. Volkswagen und Wilo nutzen den Drucker für die Herstellung funktionaler Metallteile. Der HP Metal Jet ist mit rostfreiem Stahl kompatibel. Es ist jedoch geplant, auch Titan und andere Pulver zu verwenden.

BLT S210

Das chinesische Unternehmen, das im Volksmund als BLT bekannt ist, heißt mit vollem Namen Xi’an Bright Laser Technologies. Die Produktlinie der Metall-3D-Drucker umfasst 12 Modelle, die mit der Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Technologie arbeiten. Das Unternehmen bietet auch High-End-Metalldruck und verschiedene fachkundige Ingenieurdienstleistungen an.

BLT-Maschinen sind in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Forschung und Entwicklung, Automobilbau und Medizin weit verbreitet. Die S210 wird besonders für F&E, wissenschaftliche und medizinische Anwendungen empfohlen. Die kleinste Maschine der BLT-Serie, die S210, hat ein Bauvolumen von 105 x 105 x 200 mm und einen leistungsstarken 500-W-Laser.

Das System verfügt außerdem über ein präzises optisches System, das Scangeschwindigkeiten von 7 m/s erreichen kann. Gleichzeitig kann es Teile mit einer Geschwindigkeit von bis zu 15 cm³/h herstellen. Er ist also sowohl ein schneller als auch ein platzsparender 3D-Drucker für Metall.

Der Laser des Druckers wird von einer präzisen F-Theta-Linse begleitet. Da der BLT S210 eine Teiledicke von 20 Mikrometern erreichen kann, ist er in der Lage, feinste Details mit außergewöhnlicher Präzision zu drucken. Der Drucker zeichnet sich durch ein kompaktes Design aus, das ein flexibles offenes Parametersystem bietet, was ihn zu einer wartungsarmen und benutzerfreundlichen Maschine macht.

Die Maschine läuft mit drei BLT-eigenen Softwareprogrammen, nämlich Magics, BLT-BP und BLT-MCS. Dadurch verfügt der Drucker über praktische Funktionen wie durchdachte Überwachungsfunktionen wie Qualitätskontrolle, automatische Heft- und Veredelungsfunktionen, manuelle Steuerung, autonomes Drucken und detaillierte Betriebsprotokollfunktionen.

Zu den weiteren durchdachten Merkmalen gehören die Wiederbeschichtung mit variabler Geschwindigkeit, die Kontrolle des Sauerstoffgehalts, die Selbstdiagnose und die Möglichkeit der Mehrfachverriegelung für eine sichere Produktion auf höchstem Niveau. Was Metallpulver betrifft, ist der S210 kompatibel mit:

• Aluminium
• Kobalt-Chrom-Legierung
• Titan-Legierung
• Tantal-Legierung
• Hochfester Stahl
• Hochwarmfeste Legierung
• Magnesium-Legierung
• Rostfreier Stahl Werkzeugstahl
• Wolfram-Legierung
• Kupferlegierung

Velo3D Sapphire

Velo3D, das in Kanada ansässige 3D-Druckunternehmen, ist die Heimat mehrerer LPBF-Systeme für die additive Fertigung. Das Unternehmen hat auch die Flow-Druckvorbereitungssoftware entwickelt, die ihm einen Vorteil im 3D-Druck verschafft.

Der Velo3D Sapphire-Drucker ist ein Update der Sapphire-Version von 2018, die einen kleinen Bauraum (315 mm Durchmesser und 400 mm Höhe) hatte. Mit anderen Worten, das neue Sapphire-Modell baut auf dem vorherigen Drucker aus dem Jahr 2018 auf, allerdings mit ein paar Änderungen im Design.  Das Unternehmen nennt ihn liebevoll die neue Druckergeneration.

Eine bemerkenswerte Änderung war die Einführung eines größeren Bauvolumens. Der Hersteller hat die Größe des Druckers von 315 mm Durchmesser und 400 mm Höhe auf 315 mm Durchmesser und 1 Meter Höhe erhöht. Die Vergrößerung der vertikalen Achse um 600 mm war ziemlich bedeutsam, da die Benutzer damit meterlange Bauteile entwickeln konnten.

Die Produktionseinheit läutete eine neue Ära in der Welt der additiven Fertigung von Metallen ein – es war möglich, Anwendungen zu übernehmen, die zuvor nicht möglich waren, vor allem in der Öl- und Luftfahrtindustrie. Der Drucker gilt auch als die größte geschlossene Kammermaschine mit einem Laser-Pulver-System. Anders ausgedrückt, die neue Generation ist ein Serienproduktionssystem.

Der Druckraum der Maschine ist mit zwei 1-Kilowatt-Lasern ausgestattet, die durch stützenfreie Geometrien ergänzt werden. Das bedeutet, dass der Velo3D Sapphire sowohl auf horizontalen als auch auf flachen Oberflächen Drucke mit null Grad Überhang liefern kann.

Abgesehen von den unterstützungsfreien Druckfähigkeiten sind optische In-situ-Kalibrierungen vorhanden, um sicherzustellen, dass die Maschine hält, was sie verspricht. Was die Materialien betrifft, ist der Sapphire kompatibel mit Inconel IN718, Aluminium F357, Hastelloy C22 (eine Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Legierung), Ti 6Al-4V Grade 5, Amperprint 0233 Haynes 282 Superlegierungspulver auf Nickelbasis und Hastelloy X.

Farsoon FS121M

Der Farsoon FS121M, der auf der TCT Asia 2021 vorgestellt wurde, gehört zu den Neueinsteigern auf dem Metall-3D-Druckmarkt. Der Hersteller Farsoon ist einer der bekanntesten Metall-AM-Lösungen in China. Das Unternehmen ist nicht auf 3D-Drucker aus Metall beschränkt. Das Unternehmen hat auch eine Produktionslinie für Metallpulver unter seinem Namen.

Farsoon bietet eine breite Palette von Druckern an, wobei der FS121M der kleinste in der Liste ist. Der preisgünstige 3D-Drucker verfügt über einen kleinen Bauraum von 120 x 120 x 100 mm. Die kleine Stellfläche des Geräts macht ihn zu einem platzsparenden und dennoch hocheffektiven Metall-3D-Drucker.

Die Anwendungsfälle sind eher in Branchen angesiedelt, die eine schnelle Produktion von hochwertigen Metallteilen erfordern, wie die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie. Der Grund dafür ist, dass das Design des Druckers einen 200-W-Yb-Faserlaser sowie ein digitales Scansystem umfasst. Beide unterstützen die Entwicklung präziser, strukturell stabiler und starker Metallteile. Auch die Produktionsgeschwindigkeit ist beeindruckend.

Ein offenes System verleiht dem Drucker ein höheres Maß an Flexibilität. Zum einen bietet der Hersteller mehrere Laserpunktgrößen zur Auswahl an. Darüber hinaus verfügt der Drucker über verschiedene Beschichtungsmesser sowie eine Reihe von Pulveroptionen.

Obwohl Farsoon Metallpulver entwickelt, ist der FS121M nicht auf die firmeneigenen Materialien beschränkt. Er kann mit verschiedenen Pulvern drucken, darunter 17-4PH, Maraging-Stahl, HX, Cu, CoCrMoW, IN718, CuSn10, AlSi10Mg, 316L, Aluminium, Ti64, Ti6Al4V, Tantal und Titan.

Zum Lieferumfang gehören auch ein unidirektionales Pulverzufuhrsystem, ein hitzebeständiges Silikongummiblatt und ein System zur Rückgewinnung von Staub durch Gasabsaugung. Eine Inertgasversorgung und Schutzfiltersysteme sorgen für ein angemessenes Sicherheitsniveau für das Produkt und die Anwender.

Beste Büro-3D-Drucker für Metall

Bei der Auswahl eines idealen 3D-Metalldruckers für den Einsatz im Büro spielen einige Faktoren eine Rolle. Zunächst einmal sollte das Gerät leicht zu transportieren sein (es kann problemlos durch die Türen geschoben werden).

Das hat vor allem mit dem Gewicht und der Größe zu tun, die für die Tragbarkeit des Druckers ausschlaggebend sind. Hervorragende Bürodrucker kommen außerdem ohne Inertgase oder Druckluft aus. Wir haben einige Geräte mit den genannten Eigenschaften und einigen weiteren attraktiven Merkmalen gefunden.

Rapidia Metall Designlab

Der Rapidia Metal Designlab wird als schnellster Metall-3D-Drucker der Welt bezeichnet und wurde erstmals 2019 vorgestellt. Der zeitsparende Drucker verwendet eine Paste namens HydroFuse, um das traditionelle 3-Schritt-Verfahren zu umgehen, das bei den meisten Metall-3D-Druckern zum Einsatz kommt.

HydroFuse ersetzt bis zu 98 % des Bindemittels durch Wasser, das größtenteils während des Druckvorgangs verdampft, um die Produktionszeit zu verkürzen. Das Design ermöglicht es Ihnen auch, den Entbindungsprozess zu überspringen, so dass die Drucke direkt vom Drucker in den Sinter gehen.

Hydro-Fuse ist auch eine umweltfreundliche Paste. Sie enthält Keramik- und Metallpulver anstelle von polymeren Bindemitteln, die oft schrumpfen und beim Verbrennen Gerüche erzeugen. Mit anderen Worten: Das Design des Druckers kompensiert die Schrumpfung der Teile und unangenehme Gerüche im Büro.

Abgesehen davon, dass Sie Geld sparen, das Sie sonst für die Anschaffung eines separaten Entbinderungsgeräts verwendet hätten, verfügt dieses wirtschaftliche Gerät über einen X1F-Ofen. Dieser Ofentyp macht den Einsatz von Gas während des Sintervorgangs überflüssig. Denken Sie daran, dass Gas nach dem Metall der zweitgrößte Kostenfaktor ist.

Stattdessen verwenden Sie hochreines Argon in geringen Mengen anstelle von Wasserstoff oder Formiergas. Argon ist viel billiger als andere Arten von Sintergas. Zusammen mit dem relativ niedrigen Anschaffungspreis von 100.000 Dollar ist das Metal Designlab sehr preiswert.

Die Maschine kann verschiedene Materialien bedrucken, darunter Allzweckkeramik, 17-4PH-Edelstahl und 16L-Edelstahl. Das Unternehmen plant, in naher Zukunft auch Kupfer, Titan, Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Wolfram-Chrom-Karbid, Maraging-Stahl, Inconel 625, Kupfer und H13-Werkzeugstahl zu verarbeiten.

Markforged Metal X (Gen 2)

Der Markforged Metal X ist ein einfach zu bedienender und ziemlich schneller Drucker. Sie können Ihre Entwürfe in nur 28 Stunden fertigstellen. Das Produktionssystem hat eine kompakte Grundfläche und nutzt die ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) 3D-Drucktechnologie.

Die ADAM-Technologie wurde von Markforged entwickelt und wird häufig zur Herstellung leichter Metalldrucke verwendet. Das Verfahren erfordert gebundene Metallstäbe, die in Schichten verarbeitet, in einem Entbinder gewaschen und dann in einem Ofen gesintert werden.

In unserer Liste der besten Office-Metall-3D-Drucker hat der Markforged Metal X das kleinste Drucksystem. Der Gesamteinheitspreis beträgt 160 000 $ und umfasst zwei Verarbeitungskomponenten (60 500 $) sowie den Drucker selbst (99 500 $).

Das metallische Ausgangsmaterial des Druckers dient als Träger für die Materialien. Ein sauberes Ausbrechen nach dem Sintern ist gewährleistet, da eine keramische Zwischenschicht zwischen Trägern und Teilen vorhanden ist. Markforged Metal X ist kompatibel mit Kupfer, H13 Werkzeugstahl, 17-4 PH Edelstahl, Inconel 625, A2 und D2 Werkzeugstahl.

Desktop Metal Studio System 2

Die durchschnittlichen Kosten für einen industriellen 3D-Metalldrucker liegen zwischen 420 000 und 1 Mio. $. Das Metal Studio System ist jedoch recht erschwinglich – für etwa 110 000 $ erhalten Sie das gesamte System, einschließlich der Ofeneinheit. Das System ist ideal für das Büro, da seine beiden Einheiten problemlos nebeneinander aufgestellt werden können.

Allerdings sind sie groß, denn der Ofen allein wiegt etwa 798 kg. Das Bindemittel und der Drucker wiegen dagegen 150 kg bzw. 97 kg. Es ist wichtig, dass Sie Ihre räumlichen Gegebenheiten berücksichtigen, da es unter Umständen nicht möglich ist, das Gerät umzustellen.

Der Drucker verwendet die BDM (Bound Deposition Method)-3D-Drucktechnologie, die der beliebten FFM (Fused Filament Fabrication)-Technologie ähnlich ist. Mit anderen Worten: Der Metall-3D-Drucker extrudiert stäbchenförmige Metallfilamente, genau wie der Markforged Metal X.

Der Unterschied besteht jedoch darin, dass das Studio System den Schritt des Entbindens überspringt, insbesondere beim Druck mit 316L-Edelstahl, 17-4PH-Edelstahl, D2-Werkzeugstahl oder 4140 niedrig legiertem Stahl. In diesem Fall werden die Teile in den Ofen gebracht, wo die Bindemittel entfernt werden. Durch weiteres Erhitzen werden die Teile gesintert.

Hier sind weitere kompatible proprietäre Materialien (denken Sie daran, dass diese eine separate Entbinderungseinheit erfordern)

• Titan Ti64
• H13 Werkzeugstahl
• 4140 Stahl

Und schließlich ist das Entfernen von Teilen aus dem Studio System 2 einfach. Der Drucker erzeugt während des Druckvorgangs automatisch Nähte an den Stützstrukturen. Außerdem wird eine keramische Zwischenschicht zwischen den Komponenten und der Trägerstruktur gedruckt, so dass Sie Ihre Hände zum Entfernen der Drucke verwenden können.

Beste 3D-Metalldrucker aus Metall: Ehrende Erwähnungen

Die rasche Einführung von 3D-Drucktechnologien für Metall hat dazu geführt, dass die Verbraucher eine endlose Liste von Maschinen zur Auswahl haben. Ein ideales Produktionssystem zu finden, kann eine schwierige Aufgabe sein. Unsere Liste mit lobenden Erwähnungen hilft Ihnen bei der Auswahl zuverlässiger Drucker und erleichtert Ihnen den Einkauf.

X Jet Carmel 700M

X Jet Carmel 700M auf einen Blick

• Hersteller: X Jet
• Herkunftsland: Israel
• Technologie: Materialstrahltechnik
• Baugröße: 501 × 140 × 200 mm
• Preis: 599.000 $

Die Carmel 700M nutzt ein patentiertes AM-Verfahren, das der Hersteller als NanoParticle-Jetting-Technik bezeichnet. Dabei werden Nanopartikel aus Metall oder Keramik mit XJet-Flüssigkeit gemischt.

Ein Tintenstrahler spritzt die Mischung in einen bereits vorgeheizten Drucker, so dass die Flüssigkeit verdampft und feine Partikel des verwendeten Materials zurückbleiben. Die winzigen Düsen des Druckers tragen das flüssige Material auf leicht zu entfernende Träger auf und ermöglichen so die Herstellung komplexer Geometrien.

Die NanoParticle-Jetting-Technologie soll fünfmal schneller sein als andere 3D-Druckverfahren für Metall. So ist eine schnelle Durchlaufzeit gewährleistet. Carmel 700M eignet sich für das Prototyping, die Herstellung von Kleinserien und die Fertigung auf Abruf.

Pam Series MC

Pam Serie MC im Überblick

• Hersteller: Pollen AM
• Herkunftsland:  Frankreich
• Technologie: Extrusion (Additive Fertigung von Pellets)
• Baugröße: ⌀ 300 x 300 mm
• Preis: $140.000

Die Pam-Serie ist ein preisgünstiger 3D-Metalldrucker mit zylindrischem Bauraum (in der Welt des 3D-Drucks als “Delta-Style” bekannt). Er nutzt eine Technologie, die der Hersteller “Pellet Additive Manufacturing” nennt.

Diese Technologie ermöglicht es dem Gerät, Spritzgusspellets anstelle von Metalldruckfilament zu extrudieren. Da die Maschine mit einem alternativen Material druckt, sind die Produktionskosten recht niedrig. Das Gerät kann für die Entwicklung von Metallen, Keramiken und Thermoplasten verwendet werden.

AMCELL

AMCELL auf einen Blick

• Hersteller: Triditive
• Herkunftsland:  Spanien
• Technologie: Extrusion (Triditive’s Automated Multi-material Deposition)
• Baugröße: ⌀ 300 x 350 mm
• Preis: Auf Anfrage

AMCELL ist vermutlich der einzige 3D-Drucker, der Polymere und Metallpulver austauschbar verwendet. Die Produktionseinheit bietet Komfort durch ihr vollautomatisches Design, wie z. B. automatische Umgebungskontrollen (Temperaturen, Luftfilterung und Luftfeuchtigkeit), Steuerung des Ausgangsmaterials und ein Auswurfsystem mit Förderband.

Der Drucker wurde mit dem Schwerpunkt auf der Massenproduktion großer Teile entwickelt. Er kann Materialien wie Titan und PVC drucken. Oft sehen die Drucke von AMCELL so aus, als wären sie im Metall-Spritzgussverfahren (MIM) hergestellt worden.

M2 Series 5

M2 Serie 5 auf einen Blick

• Hersteller: GE-Zusatzstoff
• Herkunftsland:  Vereinigte Staaten
• Technologie: Pulverbettfusion (SLM/DMLS)
• Baugröße: 250 x 250 x 300 mm
• Preis: Auf Anfrage

Nach Angaben des Herstellers (GE Additive) bietet die M2 Series 5 eine höhere Produktionskapazität als ähnliche Metall-3D-Drucker. Dies ist auf die Maschinenarchitektur zurückzuführen, die einen größeren Bauraum, ein verbessertes Gasflusssystem, das einen einfacheren und geringeren Filterwechsel ermöglicht, sowie eine bessere 3D-Optik umfasst.

Ein geschlossenes Kreislaufsystem bedeutet für den Benutzer eine puderfreie, supersichere Umgebung. Der Drucker kann Kobalt-Chrom, Nickel, Titan, Aluminium und verschiedene Formen von rostfreiem Stahl verarbeiten.

Arcam EBM Spectra L

Arcam EBM Spectra L auf einen Blick

• Hersteller: GE-Zusatzstoff
• Herkunftsland:  Vereinigte Staaten
• Technologie: Pulverbettfusion
• Baugröße: 350 × 350 × 430 mm
• Preis: Auf Anfrage

Der EBM Spectra L gehört zu den schnellen Metall-3D-Druckern der Arcam-Produktlinie. Arcam, der schwedische Hersteller von Electronic Beam Melting (EBM)-Produktionssystemen, ist seit 2017 Teil von GE Additive. Somit ist der EBM Spectra standardmäßig eine Innovation von GE.

Neben einer erhöhten Produktionsgeschwindigkeit soll die Maschine den Materialverbrauch um bis zu 10 % senken. Der leistungsstarke 4,5-kW-Laser bietet hohe Schmelzkapazitäten und eine höhere Produktivität. Der Drucker kann Titan und Kupfer bedrucken und wird häufig in der Medizin- und Luftfahrtindustrie eingesetzt.

SPEE3D WarpSPEE3D

SPEED3D WarpSPEED3D auf einen Blick

• Hersteller: SPEED3D
• Herkunftsland:  Australien
• Technologie: Materialstrahlverfahren
• Baugröße: 1000 X 700 mm
• Preis: Auf Anfrage

Der WarpSPEED3D ist eine Neuheit 2019 des australischen Unternehmens SPEED3. Der Hersteller bezeichnet ihn als den schnellsten Metall-3D-Drucker der Welt, da er nur 24 Minuten für die Entwicklung eines 660 Gramm schweren Bauteils benötigt. Das ist mehr als 100-mal schneller als herkömmliche 3D-Metalldrucktechniken.

Der Drucker nutzt die Kaltgusstechnologie, um hochwertige Metallteile für industrielle Anwendungen zu entwickeln. Um die Gesamtdruckkosten zu senken, druckt das Gerät mit kinetischen Energiekonzepten anstelle von Hochleistungslasern oder teuren Brillen. Der WarpSPEED3 kann mit Kupfer oder Aluminium drucken und wird für die Bereiche Forschung und Entwicklung, Teile auf Anfrage, OEM-Insourcing und Auftragsfertigung empfohlen.

XM 200C

XM 200C auf einen Blick

• Hersteller: Xact Metal
• Land der Herkunft:  Vereinigte Staaten
• Technologie: Laser-Pulver-Bett-Fusion
• Baugröße: 127 x 127 x 127 mm
• Preis: 110.000 $

Xact Metal gehört zu den Neueinsteigern im Bereich der additiven Fertigung. Das Unternehmen wurde 2017 gegründet und hat seitdem drei Metall-3D-Drucker entwickelt: den XX300G, XM200C und XM300C. Mit einem Verkaufspreis von 110 000 USD ist der XM 200C der günstigste. Er wiegt nur 136 kg und ist damit eines der leichtesten Produktionssysteme auf dem Markt.

Das vom Hersteller entwickelte Xact Core-Portalsystem treibt die Maschine an und ermöglicht präzise Bewegungen und Fixiergeschwindigkeiten von bis zu 500 mm/s. Er ist die perfekte Option für Unternehmen mit kleinem Produktionsbedarf, Prototyping und Werkzeugbau. Der Drucker ist auch für den Metalldruck in der Forschung und Entwicklung geeignet. Was die Materialien betrifft, so sind die vom Hersteller angebotenen Metallpulver verfügbar. Experten können jedoch auch andere Pulver als die von Xact Metal angebotenen verwenden.

FormAlloy L Series

Die FormAlloy L-Serie im Überblick

• Hersteller: FormAlloy
• Land der Herkunft:  Vereinigte Staaten
• Technologie: Gerichtete Energieabscheidung (DED)
• Baugröße: 1000 x 1000 x 1000 mm
• Preis: Auf Anfrage

Das preisgekrönte US-amerikanische Unternehmen FormAlloy bietet eine Reihe von Komponenten, Maschinen und Dienstleistungen für die Lasermetallabscheidung (LMD) an. Bei der bereits von FormAlloy patentierten LMD-Technologie werden mit einer Düse Pulverschichten auf ein Substrat geblasen. Anschließend wird das Material mit einem Laser aufgeschmolzen, wodurch 3D- und Nicht-3D-Drucke verändert oder repariert werden können.

Die L-Serie verfügt über einen geschlossenen Regelkreis, und die prozessbegleitende Überwachung erklärt zum Teil die Fähigkeit des Druckers, Pulver effizient einzusetzen. Die flexible Maschine verfügt auch über den FormAlloy-Auftragskopf, um die Materialeffizienz weiter zu verbessern und einen schnellen Komponentenwechsel zu unterstützen. Die 5-Achsen-Bewegung ermöglicht auch die Herstellung komplexerer Designs.

Production System P-1

Produktionssystem P-1 auf einen Blick

• Hersteller: Desktop Metall
• Land der Herkunft:  Vereinigte Staaten
• Technologie: Binder-Jetting
• Baugröße: 200 x 100 x 40 mm
• Preis: Auf Anfrage

Die Single-Pass-Technologie treibt das Produktionssystem P-1 an. Bei der von Desktop Metal entwickelten AM-Methode werden zahlreiche Düsen an einem Druckbalken angebracht, der auch zur Neubeschichtung der Bauplatte dient. Das Ergebnis ist eine erhöhte Druckgeschwindigkeit. Die Single-Pass-Technologie soll sogar viermal schneller sein als andere 3D-Druckverfahren für Metall.

Das Produktionssystem P-1 hat etwa 16 000 Düsen. Der Hersteller vermarktet es als Hochgeschwindigkeits-Produktionseinheit. Darüber hinaus soll der Drucker den Vorteil niedrigerer Kosten pro Teil haben, was ihn zu einer kostengünstigeren Option im Vergleich zu anderen Systemen auf gleicher Ebene macht.

Um die Anforderungen an die Skalierbarkeit zu erfüllen, ist es möglich, Komponenten vom System P-1 auf das System P-50 zu übertragen. Die Skalierung der Massenproduktion von Bauteilen war noch nie so einfach.

Alternative Beste Metall-3D-Drucker

Ist die Jagd noch im Gange? Das muss sie sein, denn das ist der Grund, warum Sie mit uns bis hierher gekommen sind. In diesem Abschnitt stellen wir Ihnen andere 3D-Drucker aus Metall vor. Wir haben jedoch verschiedene Kategorien, so dass Sie direkt zu Ihrer bevorzugten Liste springen können.

Forschung & Entwicklung Metall-3D-Drucker

Wie in unseren obigen Übersichten beschrieben, sind einige 3D-Metalldrucker für mehrere Verwendungszwecke geeignet (einschließlich Forschung und Entwicklung), was mit einem höheren Preis verbunden ist. Der Markt bietet jedoch auch spezielle Geräte für den Einsatz im Labor. Sie sind speziell für die Entwicklung und Prüfung von Metallmaterialien konzipiert.

• Open Additive PANDA-6″
• Sharebot metalONE
• Freemelt ONE

Industrielle Produktionseinheiten im XXL-Format

Industrielle Produktionssysteme verfügen über großzügige Bauräume, um die Entwicklung großformatiger Metallteile zu ermöglichen. Aus diesem Grund sind sie oft gigantisch. Im Folgenden finden Sie einige zuverlässige Optionen:

• ADC Aeroswift
• Additive Industries MetalFAB1
• ADIRA AddCreator
• BeAM Modulo 400
• CoLiDo X3045
• ExOne X1 160PRO
• Fabrisonic SonicLayer 4000
• InssTek MX-600
• Optomec Lens CS 600
• Sciaky EBAM 300
• Titomic TKF1000
• Zortrax M300 Plus

Hybrid-Metall-3D-Drucker

Hybride 3D-Metalldrucker umfassen sowohl additive als auch subtraktive Fertigungstechnologien. Bei additiven Fertigungssystemen werden Bauteile durch Auftragen einer Materialschicht auf die andere entwickelt. Bei subtraktiven Verfahren wird Material abgetragen, um Teile herzustellen.

Durch die Kombination beider Techniken lassen sich glatte Produkte mit festen Oberflächen herstellen. Unternehmen wie Phillips können einen vorhandenen Drucker mit additiven Funktionen ausstatten, so dass Sie beide Welten des 3D-Drucks nutzen können.

Mit anderen Worten: Sie sparen Geld, da Sie keinen neuen Drucker kaufen müssen. Zu den führenden Herstellern von Hybridsystemen gehören:

 

• Gefertec, der preisgekrönte deutsche Hersteller von Hybriddruckearn
• DMG Mori aus Deutschland und Entwickler des hybriden Metall-3D-Druckers LASERTEC 65 3D
• Mazak Corporation, der in Kentucky ansässige Hersteller des INTEGREX i-400, eines der größten Hybridsysteme der Welt
• Matsuura, der japanische Entwickler des Lumex Avance-25
• Sodick, mit Hauptsitz in den Vereinigten Staaten und Hersteller der Hybrid-Metall-3D-Drucker OPM250L und OPM350L

Lohnt sich der 3D-Druck von Metall?

Wie andere Technologien und Produkte hat auch der 3D-Druck von Metall Vor- und Nachteile. Betrachten wir die beiden Seiten der Medaille.

Vorteile des 3D-Drucks von Metall

Erleichtert die Herstellung komplizierter Designs: Der 3D-Metalldruck ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile, die mit herkömmlichen Strategien nicht zu realisieren wären. Alternativ würde dies bedeuten, dass der Herstellungsprozess in kleinere Schritte unterteilt werden muss, um die gewünschte Geometrie zu erreichen.

Leichte Bauteile: Herkömmliche Verfahren sind dafür bekannt, dass sie massive Teile hervorbringen. Allerdings sind sie oft schwer. Die für den 3D-Druck von Metallteilen verwendeten Technologien führen zu eher hohlen Bauteilen. Dennoch sind sie oft solide und leicht.

Bequem: Der 3D-Druck von Metall bietet einen Komfort, der anderswo nicht zu finden ist. Er ist der beste Weg, um Produktionsanforderungen auf Abruf zu erfüllen.

Sicher und umweltverträglich: Moderne Metall-3D-Drucker ermöglichen das Recycling von Materialien. Dies gilt insbesondere für extrusionsbasierte Systeme im Gegensatz zu pulverbasierten Systemen, da sie überschüssiges Material aufnehmen und zur Herstellung von Teilen verwenden können. Der Druckprozess findet in einer geschlossenen Einheit statt, wodurch die Umwelt sauber und sicher bleibt.

Wirtschaftlich: Der wirtschaftliche Aspekt des 3D-Drucks liegt in der kurzen Produktionszeit, der Bequemlichkeit, der Effizienz und der Möglichkeit, Druckmaterialien zu recyceln.

Beschränkungen des 3D-Drucks von Metall

Teuer: Metall-3D-Drucker sind teuer, ebenso wie die Druckmaterialien. Außerdem verbrauchen sie erhebliche Mengen an Energie. Einige Geräte erfordern Expertenwissen, was bedeutet, dass man tiefer in die Tasche greifen muss.

Probleme mit der Struktur der Teile:  Es ist nicht ungewöhnlich, dass 3D-gedruckte Teile delaminieren und ihre ursprüngliche Struktur verlieren, wenn sie extremen Belastungen ausgesetzt werden. Dies ist ein häufiges Problem bei Komponenten, die mit FDM-basierten 3D-Metalldruckern hergestellt wurden.

Design-Ungenauigkeiten: Manchmal kann das Endprodukt vom ursprünglichen Entwurf abweichen. Dies geschieht häufig, wenn die Maschine nur eine geringe Toleranz aufweist. Die Nachbearbeitung kann zwar helfen, Ungenauigkeiten im Design zu beheben, verbraucht aber Ressourcen wie Zeit und Energie.

Wie man einen 3D-Drucker für Metall auswählt

Da die Metall-3D-Druckindustrie ein exponentielles Wachstum erfährt, werden wir in den kommenden Tagen viele Veröffentlichungen sehen. Der beste Weg, sich einem gesättigten Markt zu nähern, besteht darin, seine Optionen einzugrenzen. Die folgenden Leitlinien helfen Ihnen, dieses Ziel zu erreichen:

• Wie schnell soll die Produktionseinheit Ihre Anfragen bearbeiten?
• Informieren Sie sich im Voraus über die Materialien, mit denen Sie drucken möchten
• Denken Sie an die mechanischen Eigenschaften, die Sie in Ihren Drucken sehen möchten
• Achten Sie auf die Benutzerfreundlichkeit, da Sie bei manchen Produktionseinheiten einen Experten hinzuziehen müssen.
• Prüfen Sie, ob der Anbieter Beratungsdienste anbietet.
• Prüfen Sie die Möglichkeiten des Herstellers zur Kundenbetreuung. Reagiert der Service auf Notrufe?
• Möchten Sie für eine regulierte Branche drucken?

Arten von 3D-Drucktechnologien für Metall

So wie es Druckermodelle und Hersteller von 3D-Metalldruckern gibt, so gibt es auch viele 3D-Drucktechnologien. AM-Dienste vermarkten oft ihre eigene Methode, wobei einige sich für eine Mischung aus zwei oder mehr Technologien entscheiden.

Einige neue Innovationen, wie die Laser-Metallabscheidung von Meltio und die kürzlich von SPEED3D entwickelte Kaltfusion, erregen große Aufmerksamkeit. Die gängigsten additiven Fertigungsverfahren sind jedoch folgende:

• Laser-Pulver-Bett-Fusion (LPBF)
• Fused Deposition Modeling (FDM)
• Elektronenstrahl-Pulverbettfusion (EBM)
• Metall-Binder-Jetting
• Kaltes Spritzen
• Direkte Energieabscheidung (DED)

Laser-Pulver-Bett-Fusion (LPBF)

Die Laser-Pulverbett-Fusion ist das am meisten bevorzugte 3D-Druckverfahren. Sie macht etwa 80 % des gesamten 3D-Druck-Marktanteils aus. Wie der Name schon sagt, schmilzt ein Laser eine Schicht Metallpulver nach der anderen. Dabei verschmelzen winzige Metallpartikel und es entstehen fertige Drucke.

Der einzige Nachbearbeitungsprozess ist die Entfernung von Stützstrukturen, es sei denn, die mechanischen Anforderungen erfordern glattere Oberflächen. In diesem Fall ist eine Nachbearbeitung erforderlich, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Das LPBF-Verfahren erzeugt Schichten, die bis zu 0,04 mm dünn sein können. Daher können mit diesem Verfahren komplexe Teile mit hoher Auflösung hergestellt werden. Neben Aluminium können auch Drucke aus Kupferbasislegierungen, Kobalt, Nickel, Eisen und deren Verbundwerkstoffen hergestellt werden.

Fused Deposition Modeling (FDM)

FDM, auch bekannt als Fused Filament Fabrication, ist ein extrusionsbasiertes Druckverfahren, das häufig mit dem 3D-Druck von Kunststoffen in Verbindung gebracht wird. Bei 3D-Drucken aus Metall kann das Verfahren Vollmetallfilamente oder mit Metallpulver infundierte Kunststofffilamente verwenden.

Die Kunststoffkomponente dient als Bindemittel und muss gesintert und entbunden werden, um perfekte Teile zu erhalten. Obwohl die Drucke zu 98 % aus Metall bestehen können, sind sie oft porös. Außerdem können Metallfilamente an den Extrusionsdüsen scheuern. Daher benötigen FDM-Maschinen oft gehärteten Stahl oder verstärkte Extruder.

Außerdem bedeutet die Nachbearbeitung zusätzliche Kosten und eine langsamere Durchlaufzeit der Produktion. Außerdem verringert das Verfahren häufig das Gesamtvolumen der entwickelten Bauteile, was sich auf die Geometrie des Endprodukts auswirkt. Mit einer zuverlässigen Software ist es jedoch möglich, diesen Verlust zu berücksichtigen und die notwendigen Vorbereitungen vor dem Druck zu treffen.

Auf der anderen Seite ist die Technik recht kosteneffizient, da sie die Möglichkeit eröffnet, Metallteile mit FDM-Kunststoffsystemen für den 3D-Druck zu drucken. Der Markt bietet gut ausgestattete professionelle Kunststoff-3D-Drucker für USD 10.000 und weniger. Perfekte Beispiele sind der Raise3D Pro 2, MakerBot Method, MakerBot Method X und Ultimaker S5.

Elektronenstrahl-Pulverbettfusion (EBM)

EBM gehört zur Familie der Pulverbettverfahren (Powder Bed Fusion, PBF). Weitere Verfahren dieser Kategorie sind das Direkte Metall-Laser-Sintern (DMLS), das Selektive Laserschmelzen (SLM), das Selektive Wärmesintern (SHS) und das Selektive Laser-Sintern (SLS).

Die PBF-Familie hat eines gemeinsam: Die Verfahren verwenden entweder einen Laser- oder einen Elektronenstrahl, um Materialschichten zu schmelzen und die Partikel miteinander zu verschmelzen.

EBM funktioniert mehr oder weniger wie LPBF. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass nicht ein Laser, sondern ein Elektronenstrahl den Schmelz- und Verschmelzungsprozess übernimmt. Das Verfahren ist ideal für Branchen, die schnell große 3D-Metalldrucke herstellen wollen. Allerdings ist das EBM nicht so genau wie das selektive Laserschmelzen (SLM).

Auf der anderen Seite nutzt EBM die Kraft hoher Temperaturen und einer Vakuumumgebung, um spannungsfreie Teile mit Eigenschaften zu erzeugen, wie man sie bei Schmiedeeisen findet.

Metallbinder-Strahlen

Das Metallbinder-Jetting-Verfahren ist das schnellste in der PBF-Familie. Wie der Name schon sagt, verteilt ein Binder-Jetting-Drucker die Schichten des Druckmaterials auf dem Druckbett. Währenddessen trägt ein Strahlkopf den Binder auf, um die gewünschte Geometrie zu erzeugen.

Abgesehen von seinen blitzschnellen Druckfähigkeiten ist das Binder-Jetting-Verfahren kostengünstig und bietet eine höhere Materialflexibilität. Diese Vorteile erklären zum Teil, warum das Verfahren immer beliebter wird als SLM.

Die Geschwindigkeit ist jedoch auf die Druckphase beschränkt. Für die Nachbearbeitung, einschließlich Entbinden, Sintern, Entpudern, Infiltrieren und Glühen, wird mehr Zeit benötigt. Insgesamt erfordert das Verfahren mehr Zeit als andere AM-Methoden.

Kältespray

Kaltgasspritzen wurde ursprünglich für Beschichtungsaufgaben entwickelt, bis es im Jahr 2000 von AM-Diensten adaptiert und für den 3D-Druck von Metallteilen eingesetzt wurde. Im Gegensatz zu anderen 3D-Metalldruckverfahren kommt das Kaltgasspritzen ohne thermische Energie aus. Stattdessen werden die Metallpulver mit hoher Geschwindigkeit aufgesprüht, um die Partikel miteinander zu verschmelzen.

Das Verfahren zeichnet sich durch ein vernachlässigbares Maß an thermischer Belastung aus, wodurch die Gefahr der Verformung von Teilen minimiert wird. Mit dem Kaltgasspritzen lassen sich problemlos präzise Geometrien erzielen und dicke Teile schneller herstellen als mit anderen Drucktechniken.

Das Verfahren ist hilfreich bei der Reparatur und Restaurierung von Metallteilen vor Ort und der schnellen Herstellung von Ersatzteilen. Die genannten Anwendungsfälle haben es zu einem kostensparenden 3D-Druckverfahren gemacht, da Kaltgasspritzen Unterbrechungen vereiteln kann. Außerdem ist die Reparatur viel billiger als der Austausch eines ganzen Teils. Infolgedessen ist Cold Pray zur bevorzugten 3D-Druckoption für Metallteile in der Öl-, Gas- und Militärbranche geworden.

Direkte Energieabscheidung (DED)

Die Technologie der direkten Energieabscheidung ist ziemlich breit gefächert. Sie ist auch bekannt als Direct Metal Deposition (DMD), Laser Engineered Net Shaping (LENS), Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM), Laser Engineered Net Shaping (LENS) oder 3D Laser Cladding, je nach Anwendungsmethode.

Je nach Wärmequelle wird das DED-Verfahren in fünf weitere Gruppen unterteilt.

• Drahtbasierte DED: Drähte sind die primären Materialien, die Wärmequelle kann ein Laser, ein Elektronenstrahl oder ein Plasma sein.
• Pulverbasiertes DED: Laser- oder Elektronenstrahlen werden zur Erhitzung von Metallpulver verwendet, um Teile zu erzeugen.
• Elektronenstrahl-basiertes DED: Das Ausgangsmaterial ist hier Metallpulver, während ein Elektronenstrahl die Energie liefert.
• Laser-basiertes DED: Der Laser ist die einzige Energiequelle
• Plasma- oder Lichtbogen-basiertes DED: Ein elektrischer Lichtbogen liefert die Energie, die erforderlich ist, um ein Schmelzbad aus Drähten zu erzeugen

Unabhängig von der verwendeten DED-Methode ist der Herstellungsprozess dem Schweißen ähnlich. Eine Düse trägt das Metallpulver oder den Draht auf, während es gleichzeitig durch eine fokussierte Energiequelle geschmolzen wird. Mit anderen Worten, die beiden Prozesse laufen gleichzeitig ab.

Im Allgemeinen ist Draht sparsam, was den Materialverbrauch angeht. Metallpulver bietet eine größere Genauigkeit bei der Abscheidung. DED-Drucker können Schichtdicken von 0,25 mm bis 0,5 mm erreichen, und die Abkühlung kann superschnell erfolgen – 1000 bis 5000 °C pro Sekunde. Direct Energy Deposition kann zur Reparatur von Teilen, zum Hinzufügen von Material zu bestehenden Teilen oder zum Drucken von 3D-Metalldrucken von Grund auf verwendet werden.

Beste 3D-Druck-Dienstleistungen für Metall

Manchmal kann die Auslagerung von Druckdienstleistungen sinnvoller sein als die Investition in eine Produktionseinheit. Die Gründe dafür können vielfältig sein, z. B. Platzmangel, ein voller Terminkalender, Budget- und Personalbeschränkungen oder minimaler Druckbedarf.

Was auch immer der Grund ist, Sie können Teile online bestellen, um Ihren Druckbedarf zu decken. In den meisten Fällen müssen Sie Ihre Anfrage zur Prüfung hochladen, woraufhin Ihnen der AM-Dienst ein Angebot zusendet. Das allgemeine Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

• Erstellen Sie ein Konto bei dem 3D-Metalldienst und melden Sie sich an.
• Laden Sie Ihr Modell auf die Website des Herstellers hoch
• Geben Sie die Anzahl der zu druckenden Teile, das Material und die Details der Endbearbeitung an
• Erhalten Sie das Angebot
• Geben Sie Ihre Bestellung auf, wenn Sie mit dem Preis zufrieden sind.

Unsere unten aufgeführte Liste additiver Dienstleistungen hat in High-End-Metalldrucker investiert, um einen breiteren Kundenstamm zu erreichen. Sie haben auch 3D-Druck-Experten vor Ort, die Ihre Erwartungen erfüllen. Wenn Sie neu im Metall-3D-Druck sind, bieten sie Ihnen eine Anleitung, damit Sie sich zurechtfinden.

• materialise
• Protolabs
• Oerlikon AM
• 3D Hubs
• Materialize
• Sculpteo
• Fit AG
• Shapeways
• Stratasys
• Fathom MFG

Materialien für den 3D-Druck aus Metall

Der AM-Markt bietet verschiedene Arten von 3D-Druckmaterialien. Jedes ergänzt ein bestimmtes Druckverfahren. Kunstharz- und Metallplatten sind eher unüblich. Sie werden hauptsächlich in laminationsbasierten Produktionssystemen verwendet. Im Folgenden finden Sie die beliebtesten 3D-Druckmaterialien:

• Draht
• Metallpulver
• Faden

Beste Anwendungen für Metall-AM-Produktionssysteme

Der 3D-Druck von Metall ist nicht mehr nur für Rapid Prototyping und Konzeptmodellierung reserviert. Die Branche hat sich auf kleine Serien in der Verbraucherkategorie bis hin zur Großserienproduktion ausgeweitet. Kurz gesagt, die Möglichkeiten sind grenzenlos.

AM-Systeme werden in großem Umfang für die Herstellung von Werkzeugen, die Reparatur und den Ersatz von Teilen sowie für die Entwicklung neuer Komponenten eingesetzt. Was auch immer der Grund für den Einstieg in die AM-Industrie sein mag, für einfache Aufgaben sollte man am besten auf traditionelle Methoden zurückgreifen, um Kosten zu sparen. Das bedeutet, dass AM-Systeme für komplexe Aufgaben wie Rapid Prototyping und Mass Customization oder für die Entwicklung komplexer Geometrien reserviert werden sollten.

FAQs

Wie teuer ist ein 3D-Drucker aus Metall?

Die Kosten können zwischen 30 000 USD und über 1 Mio. USD für hochwertige industrielle 3D-Metalldrucker liegen. Abgesehen von der Produktionseinheit können Druckmaterialien und Nachbearbeitungskosten wie Werkzeuge den Gesamtpreis erheblich beeinflussen. Sie können sich aber auch für 3D-Drucker aus Kunststoff entscheiden, die preiswerter sind. Bedenken Sie aber, dass ihre Anwendungsmöglichkeiten begrenzt sind.

Sind 3D-Metalldruckteile spröde?

Nein. 3D-Drucke aus Metall können sogar stärker sein als herkömmlich hergestellte Teile. Das additive Fertigungsverfahren und die Druckumgebung bestimmen oft die Festigkeit des Endprodukts.

Schlussfolgerung

Die Investition in einen guten 3D-Metalldrucker kann in manchen Geschäftssituationen die beste Lösung sein. Manchmal ist es jedoch sinnvoller, mit Drittanbietern zusammenzuarbeiten. Die Abwägung zwischen Ihrem Bedarf und den Vorteilen, die eine der beiden Alternativen bietet, ist das entscheidende Kriterium.

Die richtige Wahl wird Ihnen helfen, Bequemlichkeit und Effizienz zu genießen und dabei auch noch Geld zu sparen. Wenn Sie schon dabei sind, wird ein wenig Recherche Sie davor bewahren, falsche Entscheidungen zu treffen, ganz gleich, ob Sie sich ein Produktionssystem anschaffen oder einen Metall-3D-Druckdienstleister beauftragen.

Unsere umfassende Liste von Metalldruckern kann ein guter Ausgangspunkt sein. Wir haben auch zuverlässige AM-Dienste aufgeführt, die Druckdienstleistungen und verschiedene andere damit verbundene Dienstleistungen anbieten. Kurz gesagt, die Lösung für Ihre Bedürfnisse beim Metalldruck ist nur einen Klick entfernt.