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3D-Druck von Metall: Wie funktioniert das?

Der 3D-Druck hat sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. In den Anfängen war der 3D-Druck auf Kunststoff beschränkt, doch mittlerweile können auch andere Materialien in den Herstellungs- und Designprozess einbezogen werden. Dies ist insbesondere bei Metall der Fall. Der 3D-Metalldruck ist sehr schnell gewachsen und seine Anwendungsmöglichkeiten sind endlos. Wie funktioniert er also? Finden wir es ohne Verzögerung heraus.

Auf der Suche nach dem 3D-Metalldruck.

Der 3D-Metalldruck wurde in den 1970er Jahren vorgestellt. Diese Technologie basiert auf einem relativ einfachen Prinzip, ähnlich wie der 3D-Druck. Eine Energiequelle verschmilzt mit einem Metallpulver, um Schicht für Schicht Metallteile zu erzeugen. 3D-Metalldrucker basieren auf einer digitalen 3D-Fertigung. Dies erklärt, warum der 3D-Druck auch als additive Fertigung bezeichnet wird. Mit dem 3D-Metalldruck lassen sich aus Metallpulver Teile herstellen, deren komplexe Geometrie mit subtraktiven Technologien nicht möglich ist. Die Kosten sind im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungstechniken wie der maschinellen Bearbeitung oder dem Vakuumguss relativ gering.

Der 3D-Metalldruck basiert auf verschiedenen Materialien wie Aluminium, Stahl, Titan, Stahl, Bronze und Edelmetallen wie Silber, Messing und Gold. Sie werden in 3D-Metalldruckern normalerweise in Pulverform verwendet. Der 3D-Metalldruck ist in vielen Branchen beliebt, z. B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie oder im medizinischen Bereich. Durch die große Auswahl an 3D-Metalldruckern, die auf dem Markt erhältlich sind, ist der 3D-Metalldruck sehr erschwinglich geworden. Diese basieren auf verschiedenen Metall-3D-Drucktechnologien.

3D-Druck von Metall Wie funktioniert das

Die verschiedenen Technologien des 3D-Metalldrucks

Es sind verschiedene 3D-Drucktechnologien erhältlich, die alle unterschiedliche Bedürfnisse erfüllen. Die Herstellung eines fertigen Produkts oder eines Prototyps beispielsweise erfordert nicht unbedingt dieselbe 3D-Drucktechnologie für Ihre Metallteile.

Die DMLS-Technologie für den 3D-Druck.

Die Technologie Direct Metal Laser Sintering oder Direkte Metall-Laser-Sinterung verwendet einen 3D-Metalldrucker, um Schicht für Schicht Teile aus Metallpulver herzustellen. Um dieses zu sintern, ist eine Temperatur im Bereich von 1510 und 1600 °C erforderlich. Dieses System der additiven Fertigung wurde in den 1990er Jahren von ERD und EOS patentiert. Die DLMS-Metall-3D-Drucktechnologie basiert auf einem im Vorfeld erzeugten 3D-Modell. Sie können verschiedene Modelle Ihrer Wahl z. B. aus unserer 3D-Bibliothek herunterladen. Dort finden Sie zahlreiche kostenlose und kostenpflichtige 3D-Dateien für Ihren Metall-3D-Druck.

Die 3D-Metallherstellungstechnik DLSM unterscheidet sich von SLM durch die Art des verwendeten Metalls, aber auch durch die Folgen. Sie verwendet bevorzugt rostfreies Aluminium und Titan für den Druck. Diese beiden Materialien haben einen viel höheren Schmelzpunkt als die meisten Metalle. Das hat viele Vorteile, vor allem wenn Sie Prototypen oder eine kleine Menge an Metallteilen herstellen möchten. Es handelt sich um ein Verfahren, das Schnelligkeit und Präzision perfekt miteinander verbindet. Außerdem ist es möglich, ein weiteres Teil an der Innenseite anzubringen.

Die SLM-Technologie für den 3D-Druck.

Die 3D-Herstellungstechnologie Selective Laser Melting oder Selektives Laserschmelzen sorgt für einen 3D-Metalldruck, indem Metallpulverpartikel durch vollständiges Schmelzen hinzugefügt werden. Bei der Herstellung von Metallteilen ist es unerlässlich, ein Inertgas wie Argon oder Stickstoff hinzuzufügen, um die erforderliche Temperatur zu erreichen. Der Hauptunterschied zur DMLS-Technologie liegt in der Leistung des Lasers.

Beim selektiven Laserschmelzen muss das Metallpulver vollständig geschmolzen werden. Daher dauert der Prozess zur Herstellung von Metallteilen länger, da es eine langsame Abkühlung erfordert. Die SLM-3D-Drucktechnologie ist besser für reines Metall wie Titan geeignet. Die SLM-3D-Drucktechnologie wurde 1995** vom Fraunhofer-Institut entwickelt. Sie wird besonders wegen ihrer Detailgenauigkeit und der schnellen Herstellungsphase geschätzt.

Die FDM-Technologie für den 3D-Druck

Die 3D-Drucktechnologie FDM oder Filament Deposition verwendet Filament für den Druck Ihrer Teile. Konkret bedeutet dies, dass ein geschmolzener Draht Schicht für Schicht auf ein 3D-Modell aufgetragen wird. Sie hat den Vorteil, dass die Herstellungskosten für die Erstellung von funktionalen Teilen und Prototypen sehr niedrig sind.

Das Binderspritzen

Das Binderspritzen oder Binder Jetting ist eine 3D-Drucktechnologie, bei der Metallpulver mithilfe eines Bindemittels Schicht für Schicht gesintert wird. Diese einzelnen Pulverschichten werden dann erhitzt, wodurch die Verfestigung sichergestellt wird. Letztendlich muss nur noch das, was sich auf der Platte befindet, gebrannt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Danach wird das Objekt herausgenommen und mit Hilfe von Luftbläsern und Bürsten gereinigt. Anschließend wird durch Infiltration Stahl hinzugefügt, um es zu verstärken. Das Bindersprühen ist wahrscheinlich die schnellste und kostengünstigste Methode zum 3D-Drucken von Metallteilen. Sie ist sehr praktisch für die Herstellung von Prototypen und dekorativen Teilen.

Das Wachsausschmelzverfahren

Der Wachsausschmelzguss ist ein Verfahren, das den 3D-Metalldruck mit Fertigungstechniken kombiniert. Der erste Schritt ist die Herstellung des originalen 3D-Modells aus Wachs. Mit dieser exakten Kopie dessen, was Sie erstellen möchten, gießen Sie darüber eine Gipsform. Sobald diese fertig ist, wird das Metall nicht in Pulverform, sondern in flüssiger Form als Ersatz für das Wachs eingespritzt. Das Wachsausschmelzverfahren ist ein 3D-Metalldruckverfahren, das häufig bei der Herstellung von Gegenständen mit spitzen Enden, insbesondere bei Schmuck, verwendet wird. Messing und Gold sind die beiden Metalle, die bei diesem 3D-Druckverfahren am häufigsten verwendet werden.

3D-Druck von Metall Wie funktioniert das

Andere 3D-Druckverfahren für Metall

Es gibt noch weitere Technologien für den 3D-Metalldruck, die ebenfalls erwähnenswert sind. Dies gilt insbesondere für die Abscheidung unter konzentrierter Energie, die additive Fertigung mit Ultraschall und die Metallextrusion. Bei der Herstellung von Metallteilen durch Abscheidung mit konzentrierter Energie wird das Pulver durch eine Hochenergiequelle geschmolzen. Es wird selektiv Schicht für Schicht auf einem Substrat abgeschieden. Bei der additiven Fertigung mittels Ultraschall werden anstelle des Pulvers Metallfolien verwendet. Sie werden mithilfe von Ultraschallschweißen zusammengeklebt. Die Metallextrusion schließlich ist ein 3D-Metallherstellungsverfahren, bei dem ein Filament oder ein Stab verwendet wird, der aus einem Polymer besteht und mit Metallpulver gefüllt ist.

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