Direct Metal Deposition (DMD) - ein Herstellungsverfahren für 3D-Drucke in Metall

Das Direct Metal Deposition ist eine additive Fertigungstechnologie, die auch unter dem Namen Laserauftragschweißen bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird ein Laser verwendet, um Metallpulver zu schmelzen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Techniken basiert diese Technik nicht auf einem Pulverbett, sondern es wird eine Zuführdüse verwendet, um das Pulver in den Laserstrahl zu bewegen. Dies ähnelt dem Fused Deposition Modeling Verfahren sehr, da sich die Düse bewegen kann, um das abgelegte Metallpulver zu schmelzen.

Im Direct Metal Deposition Verfahren werden der Laserstrahl und das Pulverspray ausgerichtet und scannen das Substrat, um das Metall abzulegen. BeAM ist einer der wichtigsten Hersteller von DMD-Maschinen.

Prinzip

Wie die meisten der Metall 3D-Drucktechnologien (Selektives Laserschmelzen, direktes Lasersintern von Metall) basiert diese Technologie auf der Umwandlung von Metallpulver in ein festes, metallisches Objekt. Das Hauptprinzip besteht darin, eine Pulverzufuhrdüse dazu zu benutzen, das Metallpulver in den Laserstrahl zu sprühen. Das pulverförmige Metall wird dann vom Laser geschmolzen. Durch die Verwendung einer Schicht-für-Schicht-Methode kann der Druckkopf,  welcher aus dem Laserstrahl und der Zufuhrdüse besteht, das Substrat scannen, um es in aufeinanderfolgenden Schichten aufzutragen. Die Ablegebreite liegt zwischen 0,6 bis 2,4 mm, während die Schichtdicke zwischen 0,2 und 0,8 mm liegt.

Materialien

Alle Arten von Metallmaterialien können mit dieser Technologie verarbeitet werden. Zu den häufigsten Materialien gehören Stahl und Aluminium. Aber es stehen auch sehr technische Materialien zur Verfügung, wie Nickellegierungen, Titan, Kobalt und Kupfer.

Besonderheiten

Unter den laserbasierten Metall 3D-Drucktechnologien ist DMD die einzige, die kein Pulverbett verwendet. In SLM und DMLS dient das nicht fusionierte Metallpulver als Trägermaterial und kann wiederverwendet werden. Bei DMD können Träger erforderlich sein, um das Objekt, das gedruckt wird, zu halten, aber fast das gesamte Pulver wird verfestigt. Es gibt kein überschüssiges Pulver, das recyclet werden muss. Diese Technologie hat auch die Fähigkeit, mit einem freigeformten Substrat zu arbeiten, eine Bauplattform ist nicht zwingend.

Diese Technologie kann mit FDM verglichen werden, allerdings kann das aufgetragene Material unterbrochen sein, nicht zu vergleichen mit einem Kunststoff-Filament.

Geschichte

Zu Beginn wurde Direct Metal Deposition auch Laserbeschichten genannt, da es dazu benutzt wurde, einen bestimmten Teil an Metall zu benutzen, um beschädigte Teile zu reparieren. Mit der Erweiterung der 3D-Drucktechnologien auf Objekte in der Endverwendung wird diese Technologie auch dazu verwendet, vollständige Objekte von Grund auf herzustellen. Dann wird das Substrat nicht mehr dazu verwendet, um zu reparieren, sondern wird als Plattform benutzt, um mit dem Erstellen des Objektes zu beginnen.

Anwendungen

Diese Technik wird vor allem in der Luft- und Raumfahrttechnik verwendet, um komplexe und teure Teile zu reparieren anstatt sie zu ersetzen. Auf diese Weise spart der Hersteller ein Ersatzteil und die Kosten des Auf- und Abbaus.

LENS System von Optomec beim Reparieren eines Metallteiles durch Direct Metal Deposition (Bildquelle: Optomec)

Vor kurzem hat MX3D, ein niederländisches Team, diese Technologie dazu verwendet, um eine Brücke aus Metall zu bauen. Die Besonderheit bei diesem Projekt ist, dass die 3D-Drucker so konzipiert wurden, dass sie sich in der gebauten Brücke bewegen. Es ist die erste Brücke, die komplett von Robotern gebaut wird!

          So sollte es während des Brückenbaus aussehen (Bildquelle: 3D natives)

Die wichtigsten Hersteller

Eines der ersten Unternehmen, die diese Technologie vorschlugen, war Optomec, welches sein LENS System patentierte. Weitere wichtige Firmen in diesem Geschäftsfeld sind Trumpf und die französische Firma BeAM.

Direct Metal Deposition wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt verwendet, welche ein Hauptgeschäftsfeld dieser Industrie darstellt und sehr aktiv ist, was die additive Fertigung mit dieser Technologie betrifft. Um mehr über die 4 Bereiche zu erfahren, in denen der 3D-Druck unaufhaltsam ist, laden Sie sich unser eBook herunter.