Was ist ein Metall-3D-Drucker?
Ein Metall-3D-Drucker ist ein Metallverarbeitungsverfahren, bei dem geschmolzenes Metall verwendet wird, um Teile wie bei einem Drucker auf der Grundlage von 3D-Daten zu formen, die auf einem PC oder einem anderen Gerät erstellt wurden.
Die Technologie der Metall-3D-Drucker ist noch nicht so weit verbreitet wie spanabhebende Verfahren, aber sie kann komplexere Formen herstellen als die Präzisionsbearbeitung mit 5-Achsen-Bearbeitungszentren und Formen, die von spanabhebenden Werkzeugen nicht erreicht werden können, und ihre allmählich steigende Kosteneffizienz hat dazu geführt, dass sie in den letzten Jahren von immer mehr Unternehmen eingeführt wurde. Die Zahl der Unternehmen, die diese Technologie einführen, hat in den letzten Jahren aufgrund ihrer allmählichen Kosteneffizienz zugenommen.
Anwendungen von Metall-3D-Druckern
Metall-3D-Drucker werden in der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrt, in der Industrie, wo hohe Leistungen erforderlich sind und in der Medizin eingesetzt.
Beispielsweise werden 3D-Drucker zur Herstellung von Teilen mit komplexen Formen wie Einspritzdüsen in Flugzeugtriebwerken, Turbinenschaufeln und Raketentriebwerksteilen sowie von Teilen zur Gewichtsreduzierung und Elektrifizierung in der Automobilindustrie eingesetzt.
In der Medizin werden 3D-Drucker auch für die Modellierung von künstlichen Gelenkimplantaten eingesetzt.
Merkmale von Metall-3D-Druckern
Es gibt drei Haupttypen von Metall-3D-Druckern, die jeweils unterschiedliche Merkmale aufweisen:
Pulverkopf-Verfahren
Bei dieser Methode werden kleine kugelförmige Pulver mit einer Größe von 10 µm bis 60 µm aufgetragen, das aufgetragene Pulver mit einem Elektronenstrahl oder Laser bestrahlt und nur die für die Formgebung erforderlichen Teile geschmolzen und verfestigt.
Dies ist die gängigste Methode in aktuellen Metall-3D-Druckern und zeichnet sich durch eine hohe Maßgenauigkeit aus, hat aber den Nachteil, dass die Herstellung sehr lange dauert.
Gerichtetes Energiedepositionsverfahren
Bei diesem Verfahren wird ein Laser als Wärmequelle für das Schmelzen des Metalls verwendet. Das Metallpulver wird durch eine Düse eingespritzt und von einem zentralen Laser bestrahlt, der das Metall beim Einspritzen zum Schmelzen bringt, um das Objekt zu erzeugen.
Es kann für große Teile verwendet werden, indem die Länge der drei Achsen (XYZ) verändert wird, und zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität aus, die auch die Reparatur von Teilwänden (Laser Cladding) verschlissener Formen ermöglicht.
FDM-Verfahren
Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch aus thermoplastischem Harz und Metallpulver, das durch Wärme erweicht, extrudiert und schichtweise geformt.
Es ist vergleichsweise kostengünstig, erfordert aber eine Entfettung und wegen der Schrumpfung während des Sinterns ist eine separate Nachbearbeitung erforderlich.