3D-Drucker – Metall drucken

3D-Drucker Metall – Nerven dich auch die teilweise sehr zerbrechlichen und nicht haltbaren Bauteile aus deinem FDM- oder SLA-3D-Drucker? Wäre es nicht schön stabile Modelle aus Metall oder Aluminium drucken zu können, die sich nicht nur als Prototyp sondern auch als echtes, funktionsfähiges Bauteil verwenden lassen? Nun, im kommerziellen Bereich sind 3D-Drucker welche Metall drucken können schon längst verbreitet.

Dabei setzen die kommerziellen Metall 3D-Drucker auf feines Metallpulver, welches in einem mit Stickstoff gefluteten Bauraum vorgewärmt wird und anschließend mit gezielten Laser-Schüssen bestrahlt wird, sodass sich das Pulver an der gewünschten Stelle verbindet und so langsam Schicht für Schicht die gewünschte Geometrie bildet.

3D-Drucker Metall – Metall drucken bei Volkswagen

In diesem kleinen aber sehr interessanten Video wird gezeigt, was Volkwagen mit einem Metall 3D-Drucker vorhat:

3D-Drucker Material – Was kann gedruckt werden?

Metall 3D-Drucker können eine große Anzahl von Metallen drucken. Darunter sind die gängigsten Materialien:

• Aluminium
• Bronze
• Messing
• Kupfer
• Stahl
• Titan
• Gold
• Silber
• Nickel
• usw.

Es können praktisch alle gängigen Stahl und NE-Metalle mit einem Metall 3D-Drucker gedruckt werden. Der Vorteil von Drucken auf einem Metall sind die deutlich gesteigerte Robustheit, bessere mechanische und dynamische Eigenschaften und die Möglichkeit die gedruckten Modell tatsächlich einzusetzen – was bei hoch beanspruchten Bauteilen welche aus Kunststoff gedruckt wurden, nicht möglich ist.

Da sich auch Materialien wie Bronze, Silber und Gold drucken lassen, haben auch Künstler und Designer von Metall 3D-Druckern Wind bekommen. Überzeugend ist auch, dass besonders filigrane Modelle bzw. Formen mit einem 3D-Drucker Metall möglich sind.

3D-Drucker Metall – Komplex Strukturen drucken

Durch das innovative SLS- oder DMLS-Verfahren (Direct Metal Laser Sintering) lassen sich Modell herstellen, welches sich mit konventionellen Maschinen und Werkzeugen nur sehr umständlich oder gar nicht herstellen lassen. So sind Modelle mit Hinterschneidungen und Hohlräume aus einem Stück ohne Probleme mittels Metall 3D-Druckern herstellbar. Außerdem lassen sich dünnwandige, komplexe Blechkonstruktionen direkt in einem Stück realisieren.

Diese nahezu unbegrenzten Möglichkeiten ermöglichen es auch große Gewichtseinsparungen zu realisieren, da gezielt auf Geometrie verzichtet werden kann, selbst an normalerweise unzugänglichen Stellen in einer konventionellen Fertigung. Gewichts- und Kosteneinsparungen kommen damit vor allem Der Automobil und Luft- und Raumfahrt zu gute.

Metall 3D-Drucker für den Hobbykeller? – 3D-Drucker Metall

Bis jetzt klingt das ganze für dich sicherlich atemberaubend und absolut fantastisch, doch die innovative Metall-Druck Technik hat leider auch große Nachteile. Die Maschine welche Metall drucken können, benötigen eine entsprechend hohe Präzision, Leistung und vor allem Platz. Zum Vergleich: Der kommerzielle 3D-Drucker EOS M100 aus dem Hause EOSint bietet bei einer Maschinengröße von 800 x 950 x 2250 mm gerade einmal einen Bauraum von D100 x 95 mm. Im Verhältnis zur Gerätegröße ist das natürlich winzig.

Die Geräte fallen so groß aus, weil eine Menge an Technik und zusätzlichen Einbauten notwendig ist um Metallpulver verarbeiten zu können. Statt eines handlichen Extruders im FDM-Druck wird ein starker Laser (CO2 oder Yb-Faserlaser) benötigt. Für diesen wird meist auch noch ein zusätzliches Gerät zur Laser-Kühlung benötigt. Dazu kommt auch noch ein relativ aufwendiges Spiegel-System um den Laser-Strahl an jeden Punkt im Bauraum bewegen zu können. Abschließend wird auch noch ein meist evakuierter und mit Stickstoff gefluteter Bauraum benötigt um beim Aufschmelzen des Metallpulvers die sofortige Korrosion des Metalles zu verhindern.

Für den Hobby 3D-Drucker Metall sieht es somit leider ziemlich düster aus. Oben drauf kommt auch noch die Tatsache, dass wichtige Patente im Metall 3D-Druck noch nicht ausgelaufen sind. Somit wird effektiv die Entwicklung von Hobby-Lösungen verhindert. Sobald diese Patente ausgelaufen sind, kann es gut möglich sein, dass intensiv an Metall 3D-Druckern getüftelt wird. Derzeit findet die Entwicklung von SLS-3D-Druckern für den Hobby-Bereich mehr hinter verschlossenen Türen statt auf Grund der Patentlage.

3D-Drucker Metall – Weitere Anwendungsgebiete

Neben den bereits genannten Einsatzbeispielen werden Metall 3D-Drucker auch im medizinischen Bereich eingesetzt. So kommt die neue Hüfte, diverse Implantate und andere Dinge aus der Orthopädie meist aus dem 3D-Drucker, da dieser komplizierte Geometrien erlaubt und diese auch benötigt werden, damit das gedruckte Implantat auch genau dem ersetzten Implantat entspricht. Hier wird vor allem der sehr beständige und Verschleißarme sowie Korrosionsbeständige Werkstoff Titan eingesetzt.

Neben der medizinischen Anwendung können 3D-Drucker Metall auch im Werkzeugbau eingesetzt werden. Für den Werkzeugbau sind 3D-Drucke aus Metall besonders gut geeignet, da spezielle Geometrien ermöglicht und innen liegende Kühlkanälen erzeugt werden können, welche mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht möglich sind. Das erhöht die Standzeit der Werkzeuge erheblich und senkt die kosten der ohnehin sehr teuren Werkzeuge.

Fazit – 3D-Drucker Metall

Der kommerzielle Durchbruch von Metall 3D-Drucker geschieht gerade in diesem Moment doch der Durchbruch um Hobby-Bereich wird noch einige Zeit auf sich warten lassen. Trotzdem ist die Technik spannend und ermöglicht auch in Zukunft viele neue Möglichkeiten das Leben auf der Welt ein Stück einfacher zu machen und bis es auch im Hobby-Bereich so weit ist, drucken wir eben mit PLA– oder ABS-Filamenten weiter. 😉