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3D Metalldruck - Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
Einleitung
Der 3D-Metalldruck ist in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Schmuckindustrie weit verbreitet. Auch Ihr Unternehmen kann davon profitieren! Warum sollten Sie den 3D-Druck von Metall für Ihre Produktion in Betracht ziehen? Welche Vorteile bringt er Ihnen?
Heute werden wir einen genauen Blick auf die Metall-3D-Drucktechnologien werfen, Ihnen einen Überblick über die Materialien für den Metall-3D-Druck geben und die vielen Vorteile erörtern, die die additive Fertigung für verschiedene Branchen bietet.
Metall-3D-Druck: Wie funktioniert er?
Auf dem Markt gibt es verschiedene 3D-Drucktechnologien zur Herstellung von Metallteilen mit Hilfe der additiven Fertigung. Wenn Sie ein 3D-Druckprojekt mit Metallwerkstoffen starten, müssen Sie je nach Projekt zwischen all diesen Technologien und Materialien wählen. Jedes Metallmaterial für den 3D-Druck hat seine eigenen mechanischen Eigenschaften.
Wir können zwei große Kategorien unterscheiden: Pulverbett-Technologien und Laser Metal Deposition-Technologien. Sie werden am häufigsten verwendet und Sie können mit diesen beiden unterschiedlichen Verfahren gedruckte Teile vollständig herstellen.
Bei der Pulverbetttechnologie wird, wie der Name schon sagt, ein Pulverbett verwendet: Das Metallpulver wird geschmolzen, um die Teile additiv herzustellen. Bei den Metal Deposition Technologien werden Schichten von Materialien hinzugefügt. Aber lassen Sie uns im Detail sehen, wie diese Techniken funktionieren und wie Sie diese am besten nutzen können.
Zunächst werden wir Ihnen die Vorteile dieser Technologie erklären, wie sie in verschiedenen Branchen eingesetzt wird und warum Sie diese Fertigungstechnik beachten und ausprobieren sollten!
Was sind die Vorteile der additiven Fertigung von Metall?
Der 3D-Metalldruck bietet alle traditionellen Vorteile der additiven Fertigungstechnik, wie z. B:
Bearbeitung komplexer Designs
Der 3D-Druck eignet sich hervorragend für die Ausarbeitung komplexer Entwürfe. Mit Hilfe einer 3D-Modellierungssoftware können Sie jede Art von Projekt entwerfen. Wenn Sie Ihr Konzept für den Metalldruck entwerfen, müssen Sie die Designrichtlinien des von Ihnen gewählten Materials beachten, um ein druckfähiges und praktikables Teil zu erstellen.
Massenanpassung
Die additive Fertigung ist die beste Lösung, wenn Sie maßgeschneiderte Objekte herstellen müssen. Diese Methode ist recht kosteneffizient für diese Projekte, da Sie nur Ihren 3D-Entwurf ändern und ihn beispielsweise mit einem 3D-Druckdienst wie Sculpteo drucken müssen.
Optimierung der Topologie
Die Verwendung einer 3D-Modellierungssoftware bietet viele Vorteile. Sie haben die volle Kontrolle über das Objekt, das hergestellt werden soll. Es ist die perfekte Methode, um das Design Ihres Projekts direkt zu optimieren, indem Sie die Form ändern oder Strukturen wie Gitter hinzufügen. Der 3D-Druck ermöglicht es Ihnen, Ihr Teil zu optimieren, indem Sie das Gewicht reduzieren oder an der Widerstandsfähigkeit des Teils arbeiten.
Kleine Auflagen zu geringeren Kosten
Die additive Fertigung ist eine bequeme und kostengünstige Technik zur Herstellung von Kleinserien. Je nach Technologie und 3D-Druckmaterial kann dies eine sehr kosteneffiziente Methode für Ihr Projekt sein. Haben Sie jemals darüber nachgedacht, diese Vorteile des 3D-Drucks auf Ihre Metallprojekte anzuwenden? Sie sollten auf jeden Fall darüber nachdenken.
3D-Drucktechnologien für Metall
Es gibt viele verschiedene 3D-Drucktechnologien und 3D-Druckmaterialien auf dem Markt. Der 3D-Druck von Metall entwickelt sich sehr schnell und es werden regelmäßig neue Technologien, 3D-Drucker und 3D-Druckmaterialien vorgestellt. Dieses Metallherstellungsverfahren ist vielversprechend und bringt Leben in außergewöhnliche Projekte. Der 3D-Druck von Metall umfasst jedoch verschiedene Technologien und es kann ein wenig schwierig sein, genau zu verstehen, worum es dabei geht.
Um mit der Implementierung von Technologien der Additiven Fertigung zu beginnen, müssen Sie verstehen, wie sie funktionieren. Dann können Sie auswählen, welches Verfahren für Ihre Produktionsanforderungen am besten geeignet ist. In diesem Kapitel werden wir uns auf 4 Metall-3D-Drucktechnologien konzentrieren.
DMLS
Bei der Technologie Direct Metal Laser Sintering wird ein Metall-3D-Drucker verwendet, um Ihre Teile Schicht für Schicht aus Metallpulver herzustellen. Die zum Schmelzen des Metallpulvers erforderliche Temperatur liegt zwischen 1510°C und 1600°C. Dieses Verfahren ist vor allem für die Herstellung von Funktionsprototypen und Kleinserien geeignet.
SLM
Das selektive Laserschmelzen unterscheidet sich vom DMLS durch die Leistung des Lasers. Bei SLM-Technologien wird das Metallpulver vollständig aufgeschmolzen, weshalb der Abkühlungsprozess länger dauert. Diese Technologie ist besser für reine Metalle wie Titan geeignet.
Binder Jetting
Bei diesem 3D-Druckverfahren wird das Metallpulver durch Auftragen eines Bindemittels Schicht für Schicht verschmolzen. Anschließend wird jede Schicht leicht ausgehärtet, um das Material zu verfestigen. Beim Binder Jetting wird nach dem 3D-Druck der gesamte Baukasten in einen Aushärteofen geschoben.
Wachsausschmelzverfahren (Lost-Wax Casting)
Das Wachsausschmelzverfahren kombiniert traditionelle Herstellungsmethoden mit dem 3D-Druck. Zunächst wird ein 3D-Modell mit Wachs 3D-gedruckt. Dank der additiven Fertigungstechnologien wird das Modell zum perfekten Urmodell. Dann wird mit diesem Modell eine Form hergestellt und das Wachs wird durch eine baumartige Struktur herausgedrückt und durch Metall ersetzt. Das Wachsausschmelzverfahren ist besonders interessant für die Herstellung von kleinen Objekten in großer Stückzahl, wie z. B. Schmuck. Weitere Informationen finden Sie in unseren Designrichtlinien für Lost-Wax Casting 3D-Druck.
FDM
Das Fused Deposition Modeling (FDM) ist auch für die additive Fertigung von Metallen geeignet. So werden beispielsweise einige neue Metallmaterialien wie Ultrafuse® 316L mit Metallfilamenten hergestellt.
Materialien für den 3D-Druck aus Metall
Aluminum AlSiMg0.6
Aluminiumteile werden mit der Technologie des selektiven Laserschmelzens hergestellt. Dieses Metall ist ein Verbundwerkstoff aus Aluminium (90%), Silikon (7%) und Magnesium (0,6%). Es hat gute mechanische Eigenschaften und kann hohen Spannungen ausgesetzt werden. Die Vorteile von Aluminium sind Haltbarkeit und geringes Gewicht.
Rostfreier Stahl 316L
Dieses Material wird für den DMLS-3D-Druck verwendet. Es ist eine Mischung aus Eisen (66-70%), Chrom (16-18%), Nickel (11-14%) und Molybdän (2-3%). Seine herausragenden Eigenschaften sind eine starke Korrosionsbeständigkeit, hohe Duktilität und Glätte. Aus diesem Grund wird Edelstahl 316L häufig in der Medizin-, Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet.
Titan 6Al-4V
Teile aus Titan werden ebenfalls im DMLS-Verfahren hergestellt. Es besteht aus Titan (88-90%), Aluminium (5,5-6,5%) und Vanadium (3,5-4,5%). Dieses Metall für den 3D-Druck hat einen hervorragenden Schmelzpunkt (1660 °C), eine geringe Toxizität, hervorragende mechanische Eigenschaften und ist leicht. Titan ist das richtige 3D-Druckmaterial für schwierige Aufgaben.
Stahl/ Bronze 420SS/BR
Wenn Sie sich für dieses 3D-Druckmetall entscheiden, müssen Sie wissen, dass es sich um feinen Edelstahl (60 %) handelt, der mit der Binder-Jetting-Technologie verarbeitet und später mit Bronze (40 %) angereichert wird, um zusätzliche Festigkeit und Beständigkeit zu erreichen. Stahl/Bronze 420SS/BR hat gute mechanische Eigenschaften, ist aber nicht so belastbar wie Teile, die im DMLS-Verfahren hergestellt werden. Es wird für eher dekorative Gegenstände empfohlen.
Rostfreier Stahl 316
Es ist wichtig, Rostfreier Stahl 316 (Binder Jetting) nicht mit Edelstahl 360L (DMLS) zu verwechseln. Denn diese Materialien werden für unterschiedliche 3D-Druckverfahren verwendet. Dieses Metall ist präziser und eignet sich besser für die Herstellung kleiner, hochwertiger Objekte. Edelstahl 360 weist eine hohe Korrosions- und Temperaturbeständigkeit auf, was es zu einem guten Kandidaten für die Herstellung von Werkzeugen und Formen sowie für den Einsatz in der Konsumgüterindustrie macht.
Ultrafuse® 316L und Ultrafuse® 17-4 PH
Neue Technologien und neue Werkstoffe halten Einzug in den Markt der additiven Fertigung. Ultrafuse® 316L und Ultrafuse® 17-4 PH sind zwei interessante, erschwingliche Metalle, die mit FDM 3D-gedruckt werden.
Edelmetalle
Für dekorative Zwecke gibt es auch eine Auswahl von 3 Edelmetallen: Sterling Silber, Messing und Bronze. Sie alle werden für das Wachsausschmelzverfahren verwendet. Mit ihnen lassen sich hochwertige und komplexe Geometrien herstellen, die vor allem in der Schmuckbranche Verwendung finden. Sterling Silber und Messing können auch plattiert werden, was mehr Möglichkeiten für das Aussehen Ihrer Projekte bietet.
Warum sollten Sie sich für den 3D-Druck von Metall entscheiden?
Es gibt eine ganze Reihe von Branchen, die am meisten von der 3D-Druckproduktion profitieren. Welche Vorteile des Metall-3D-Drucks sind für sie am wichtigsten und wie haben sie innovative Lösungen umgesetzt? Werfen wir einen genaueren Blick darauf!
Luft- und Raumfahrtindustrie
In diesem Bereich ist das größte Problem das Gewicht der Teile. Ob beim Bau eines Flugzeugs oder einer Rakete, das Gewicht der Teile ist entscheidend. Und warum? Weil schon allein das Abheben dieser Fahrzeuge vom Boden eine enorme Menge an Energie und Treibstoff erfordert, um sie herzustellen. Je leichter das Flugzeug oder die Rakete also ist, desto besser.
Das geringe Gewicht von 3D-gedruckten Teilen kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Eine davon ist das Aushöhlen der Teile, was mit dem herkömmlichen Herstellungsverfahren oft nicht möglich ist.
Eine weitere Eigenschaft der additiven Fertigung sind komplexe Geometrien, die in dieser Branche unerlässlich sind und es den Ingenieuren ermöglichen, völlig neue Konstruktionslösungen zu entwickeln, wie z. B. 3D-gedruckte Halterungen von Airbus.
Der letzte Vorteil, der jedoch für jede Branche gilt, ist die ultimative Personalisierung. Der 3D-Metalldruck ermöglicht die Entwicklung maßgeschneiderter Werkzeuge, Vorrichtungen und Halterungen. Manche Teile müssen einzigartig sein, nur um ein bestimmtes Problem zu lösen. Hier gewinnt die additive Fertigung gegenüber den traditionellen Produktionsmethoden und gibt Ihnen die Möglichkeit, Teile zu entwerfen, die vorher unmöglich waren.
Automobilbranche
Auch die Automobilindustrie braucht leichte Teile und neue Konstruktionslösungen, aber auch hier kommt es auf eine schnelle Produktion an. Zeit ist Geld. Die additive Fertigung ist für diese Branche auf allen Produktionsstufen ein Gewinn.
Sie kann bereits den Prozess des funktionalen Prototypings verbessern, indem sie den Ingenieuren in kürzester Zeit neue Prototypen liefert. Es geht auch schnell, denn wenn ein neues Merkmal getestet werden muss, muss es nur noch in das 3D-Modell eingefügt und direkt in die Produktion geschickt werden.
Wenn das endgültige Teil entwickelt ist, ist der 3D-Druck immer noch sehr vorteilhaft für die Automobilbranche. Es versorgt die Fahrzeuge mit sehr starken, widerstandsfähigen und voll funktionsfähigen Autoteilen, wie z. B. von Ford hergestellte Bremsen oder 3D-gedruckte Reifen. Darüber hinaus haben 3D-Drucktechnologien aus Metall bei allen Autoteilen den Vorteil, dass sie Teile anbieten, die hohen Temperaturen standhalten.
Schmuck
Der 3D-Druck bietet in vielen Branchen, nicht nur im Schmuckbereich, weniger Materialabfall, was die Produktionskosten senkt. Da die Teile Schicht für Schicht hergestellt werden, wird nur die Menge an Material verbraucht, die für die Herstellung des Teils erforderlich ist. Dank des perfekten Urmodells eignet sich der 3D-Druck auch hervorragend zur Herstellung von Gussformen.
Die Schmuckindustrie erreicht dank der additiven Fertigung ein neues Niveau an Komplexität und Detailgenauigkeit. Sie bietet den Schmuckherstellern völlig neue Designlösungen und Schönheit, sowie eine schnelle Produktion in bester Qualität. Von Armbändern und Halsketten bis hin zu Handtaschen ermöglicht die additive Fertigung den 3D-Designern eine neue Art des Denkens über Schmuck.
Wie kann man für den 3D-Druck von Metall entwerfen?
Jetzt, da Sie wissen, warum Sie den 3D-Druck von Metall für Ihre Produktion in Betracht ziehen sollten und die Technologien und Materialien kennen, sollten wir darüber sprechen, wie Sie die additive Fertigung umsetzen.
Zuallererst benötigen Sie ein 3D-Modell. Diese können aus dem Internet heruntergeladen werden, aber wahrscheinlich brauchen Sie eine Sonderanfertigung. Deshalb müssen Sie sich an einen Online-3D-Druckdienst wenden oder das 3D-Modellieren lernen. Wir haben erklärt, was der Unterschied zwischen CAD- und 3D-Modellierungssoftware ist, und wir haben auch die einfachste 3D-Modellierungssoftware und die Top 25 der kostenlosen CAD-Software für Sie herausgesucht.
Sobald Sie das Modell haben, ist es wichtig zu verstehen, welches das beste Dateiformat für den 3D-Druck ist, wie wichtig die Auflösung ist und mit welchen Werkzeugen Sie Ihr Modell reparieren können, falls dies erforderlich ist. Wir raten Ihnen, STL-Dateien zu verwenden, da sie am weitesten verbreitet sind.
Sobald Ihre 3D-Datei fertig ist, müssen Sie sich Lösungen überlegen. Sie können in den besten industriellen Metall-3D-Drucker investieren oder einen Online-3D-Druckservice nutzen, der Ihnen einen erschwinglichen Metall-3D-Druck ermöglicht. Letzteres ist ein bequemer und sicherer Weg, ohne dass Ihr Unternehmen durch den Kauf eines Metall-3D-Druckers und die Bezahlung eines Experten für dessen Betrieb in den Ruin getrieben wird.
Sind Sie auf der Suche nach einem guten 3D-Druckservice für Metall?
Ein Metall-3D-Druckservice wie Sculpteo kann Ihnen bei der Herstellung von Prototypen oder fertigen Produkten helfen, die Sie mit einem Desktop-Metall-3D-Drucker nicht herstellen könnten. Benötigen Sie größere Teile oder Geräte, die perfekt mit professionellen 3D-Druckern gedruckt werden? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf oder nutzen Sie unseren Service direkt!
Es gibt immer mehr Metallmaterialien auf dem Markt, da diese Technologie für viele Branchen sehr interessant ist. Sculpteo bietet verschiedene 3D-Drucktechnologien an und Metall ist eine davon. Sobald Ihr 3D-Modell auf unseren Online-3D-Druckservice hochgeladen wird, können Sie das richtige Metallmaterial für Ihr Projekt auswählen.
Von Bronze bis Titan können Sie unter unseren 3D-Druck-Metallmaterialien wählen. Bei der Auswahl eines Metallmaterials für Ihr Projekt haben Sie die Wahl zwischen einer Vielzahl von verschiedenen 3D-Druckmaterialien. Sie müssen herausfinden, welches Material Ihren Erwartungen entspricht und den Anforderungen Ihres Projekts gerecht wird. Jede Metalltechnologie und jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften, aber es gibt zwangsläufig eine Metalldrucktechnologie, die genau Ihren Bedürfnissen entspricht!
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen geholfen hat, zu verstehen, was Metall-3D-Druck ist und welche Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten diese Technologie bietet. Sind Sie bereit, einen Metall-3D-Druckservice zu nutzen, um Ihre Metallteile herzustellen?
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