Das Aufkommen der 3D-Druckertechnologie für Metall hat die Art und Weise verändert, wie die Industrie langlebige, nützliche und sehr detaillierte Elemente entwickelt. Von der Luft- und Raumfahrt über die Automobilindustrie bis hin zu medizinischen Implantaten und kundenspezifischen Werkzeugen - dieser kreative Prozess verändert die moderne Fertigung.

Im folgenden Artikel werden wir den Mechanismus der 3D-MetalldruckerSie erfahren, wo er eingesetzt wird, wo er im Vergleich zu herkömmlichen Methoden und dem 3D-Druck aus Kunststoff steht und warum der 3D-Druck aus Metall die erste Wahl für Prototyping und Fertigung ist.

Was ist ein Metall-3D-Drucker und wie funktioniert er?

Ein Metall-3D-Drucker basiert auf dem Einsatz der additiven Fertigungstechnologie zur Herstellung von Metallgegenständen durch Aufschichten von Metallpulvern oder Drahtmaterial und Sintern dieser Materialien mit Hilfe von Lasern, Elektronenstrahlen oder anderen Wärmequellen. Bei dieser Technik wird das Objekt konstruiert, anstatt von einem Stück Material abzutragen, wodurch der Abfall verringert und die Gestaltungsfreiheit erhöht wird.

Eine Studie zeigt, dass der Wert des globalen Metall-3D-Drucker-Marktes im Jahr 2023 über $4,5 Milliarden betrug, und er wurde von Grand View Research mit einer CAGR von 19,5% in den Jahren zwischen 2023 und 2030 prognostiziert.

Die Funktionsweise des 3D-Metalldrucks 

Für Metalle werden verschiedene Arten von 3D-Drucktechnologien verwendet, zu den gängigsten gehören jedoch einige:

1. Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS)

Ein Laser schmilzt selektiv Metallpulver und formt Schicht für Schicht ein spezifisches festes Objekt.

2. Selektives Laserschmelzen (SLM)

Wie beim DMLS verschmilzt das Metallpulver vollständig und wird häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.

3. Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Anstelle des Lasers wird ein Elektronenstrahl verwendet, für den eine Vakuumumgebung erforderlich ist.

Solche Prozesse unterscheiden sich von Fused Deposition Modelingwird in der Regel beim 3D-Kunststoffdruck verwendet, bei dem thermoplastische Filamente geschmolzen und aufgebracht werden.

Vorteile der Verwendung von 3-dimensionalen Druckern

Einige der Vorteile der Verwendung von 3D-Druckern sind folgende.

1. Flexibilität bei der Gestaltung

Komplexe Geometrien und innere Kanäle sind leicht herzustellen, aber in der konventionellen Fertigung kompliziert.

2. Reduzierter Abfall

Das benötigte Material wird verwendet, was nicht der Fall ist bei CNC-Bearbeitungdie Material abträgt.

3. On-Demand-Produktion

Bauen Sie Komponenten auf Abruf, um Lagerbestände und Vorlaufzeiten zu reduzieren.

4. Stärkere Teile

Durch die Verwendung von Metallen wie Titan, Aluminium, Edelstahl und Inconel wird eine hohe Festigkeit und Hitzebeständigkeit erreicht.

Branchen, die auf Metall-3D-Drucker angewiesen sind

• Luft- und Raumfahrt: Maßgeschneiderte, leichte Komponenten, die extremen Bedingungen standhalten.
• Automobilindustrie: Schnelles Prototyping und kundenspezifische Komponenten für Hochleistungsfahrzeuge.
• Medizinisch: Patientenspezifische Implantate und chirurgische Instrumente wurden für einzelne Patienten entwickelt.
• Industrielle Werkzeuge: Dies bedeutet, dass wir kundenspezifische Werkzeuge, Formen und Teile in kurzer Zeit und mit Präzision herstellen.

3D-Druck aus Metall und 3D-Druck aus Kunststoff.

FDM oder Stereolithographie Das Fertigungsverfahren kann von beiden genutzt werden, aber der 3D-Kunststoffdruck wird häufiger für Prototypen und Lehrmodelle verwendet.

Wenn Sie sich zwischen den beiden entscheiden, sollten Sie bedenken, was das Endprodukt leisten muss. Für funktionale Teile für den Endgebrauch ist ein Metalldrucker ist in der Regel die bessere Investition.

Beliebte Materialien für den 3D-Druck in der Metallindustrie

Einige der 3D-Druckmaterialien, die am häufigsten für Metallanwendungen verwendet werden, sind:

• Titan (Ti6Al4V): Leicht und biokompatibel

• Rostfreier Stahl: Kostengünstig und korrosionsbeständig

• Inconel: Ausgezeichnete Hitzebeständigkeit

• Aluminium: Leicht und stabil

• Kobalt-Chrom: Geeignet für dentale und orthopädische Implantate.

Diese Materialien ermöglichen es dem 3D-Drucker aus Metall, Teile herzustellen, die hohen Temperaturen, Druck und Temperaturschwankungen standhalten. korrosive Umgebung.

Welcher 3D-Metalldrucker ist der beste für Ihre Bedürfnisse?

Bei der Auswahl eines 3D-Metalldruckers sollten Sie einiges beachten:

• Volumen aufbauen
• Materialverträglichkeit
• Anforderungen an die Präzision
• Nachbearbeitungsmöglichkeiten
• Software-Unterstützung

Industrielle Anwender können sich für DMLS- oder SLM-Maschinen entscheiden, während Forschungseinrichtungen und kleine Hersteller kompakte Maschinen mit begrenztem Bauvolumen wählen können.

Die Zukunft des 3D-Drucks von Metall

Obwohl die additive Fertigung von Metallen oder 3D-Drucker-Technologie neu ist, sieht die Zukunft für Metall in der 3D-Druckertechnologie rosig aus. KI-gestützte Designoptimierung, schnellere Druckzyklen und verbesserte Materialrecyclingfähigkeit werden die breite Einführung solcher Lösungen in verschiedenen Branchen wahrscheinlicher machen.

Der Wohlers Report 2024 stellt fest, dass das Wachstum im Bereich Metall-AM (additive Fertigung) im Vergleich zum Vorjahr 25% betrug, und 3D-Drucktechnologien werden derzeit in 75% der Produktionsabläufe von Luft- und Raumfahrtunternehmen eingesetzt.

Endgültiges Urteil

Wir können also ohne weiteres sagen, dass das Aufkommen des 3D-Metalldruckers zweifellos einen Wendepunkt in der modernen Fertigung darstellt. Dank der beispiellosen Materialstärke, der Designfreiheit und der sich abzeichnenden Einsatzmöglichkeiten in einer Reihe von Branchen ist diese Technologie nicht mehr die Zukunft: Sie ist bereits da.

Obwohl der 3D-Kunststoffdruck und das Fused Deposition Modeling nach wie vor die Grundpfeiler des kostengünstigen Prototyping sind, ist der Metalldruck bei künftigen Hochleistungsteilen eindeutig führend. Unabhängig davon, ob Sie produzieren, konstruieren oder innovativ tätig sind, kann die Integration von 3D-Drucktechnologien mit einem zuverlässigen 3D-Metalldrucker die Art und Weise, wie Sie produzieren und wachsen, für immer verändern.

FAQs

1. Worin besteht der Unterschied zwischen 3D-Druckern aus Kunststoff und Metall?

Ein 3D-Metalldrucker benötigt Metallpulver oder Draht; im Falle eines Kunststoffdruckers werden Filamente wie PLA oder ABS verwendet. Metalldrucker erzeugen stabilere Teile für die Endanwendung.

2. Wie hoch sind die Kosten für einen 3D-Drucker oder einen anderen Drucker?

Die Kosten für alle Druckertypen hängen ausdrücklich von der Art, der Größe und den Optionen des Druckers ab.

3. Ist es möglich, zu Hause einen 3D-Drucker aus Metall zu haben?

Aufgrund der Kosten, der Größe und der Sicherheitsanforderungen raten wir von der Verwendung dieser Drucker im privaten Bereich ab. Sie werden hauptsächlich in industriellen oder professionellen Umgebungen verwendet.

4. Welche Branchen profitieren am meisten vom 3D-Metalldruck?

Die 3D-Metalldruckertechnologie wird von der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und dem industriellen Werkzeugbau in großem Umfang genutzt.

5. Ist nach dem Druck eine Nachbearbeitung erforderlich?

Ja, das ist in der Regel der Fall, wenn es um die Nachbearbeitung geht (Beispiele: Wärmebehandlung, maschinelle Bearbeitung, Entfernen von Stützen), um die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächengüte zu verbessern.