Die neue 3D-Drucktechnik für Metalle

Auch unter den Metallen findet sich mittlerweile die 3D-Drucktechnik. Dies ist eine sonderhafte Erleichterung für die Arbeiter, welche jeden Tag für ein kleines Stück Metall schwitzen müssen. Der 3D-Drucker für Metalle gehört aufgrund der besonderen Ansprüche der verwendeten Materialien, welche nur bei sehr hohen Temperaturen bearbeitet werden können, wohl zu den komplexesten und eindrucksvollsten Drucktechnologien.

Die Drucktechnik der Metallbearbeitung funktioniert daher auch noch nicht immer einwandfrei und befindet sich in den Kinderschuhen. Sie wird bisher vor allem an Universitäten und an verschiedenen Forschungsinstituten getestet und entwickelt, aber von einigen größeren Konzernen auch schon erfolgreich angewendet. Aufgrund der fortschreitenden Entwicklung sind in den kommenden Jahren große Fortschritte zu erwarten.

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Erste Innovationen beim Metalldruck

Dem Schwedischen Künstler Olaf Diegel ist es gelungen eine Aluminium-Gitarre aus dem 3D-Drucker zu erstellen. Er wollte damit erforschen, welche Leistungen man aus einem 3D-Drucker herausholen kann. Die Gitarre ist voll funktionsfähig und die erste Aluminium-Gitarre der Welt. Das Design seiner Gitarre gestaltet er äußerst komplex, um an die Grenzen des 3D-Druckers zu gehen. So entstand ein Gitarrenkörper im „Fender Telecaster-Stil“ mit einer seltenen Diamant-Trittplatte am Außenrand der Gitarre.

Gedruckt wurde die äußerst komplexe Gitarre mit dem 3D-Metalldrucker „EOS M400“, welcher eigentlich eingesetzt wird, um Metallteile für Motoren und/oder Industriemaschinen herzustellen. Beim Druckprozess verwendete er eine dünne Schicht Aluminiumpulver, welche dann nach und nach mit einem Laser verschmolzen wurde. Der Gitarrenkörper entstand somit schichtweise mit Stützstrukturen, um ein Brechen oder ein Verziehen vorzubeugen. Nach dem fertigen Druck wurde die Gitarre per Hand und mit einem Kugelstrahlverfahren geglättet.

Airbus setzt auf den Metalldruck

Aber nicht nur der Schwedische Künstler zieht seine Vorzüge aus dem Verfahren, sondern auch Airbus. Denn das Unternehmen plant in Zukunft 50 Prozent seiner Flugzeugkomponenten aus einem 3D-Drucker zu fertigen. Bereits jetzt werden bis zu 1.000 Teile im Airbus durch einen 3D-Metalldrucker verbaut. Hierzu arbeitet Airbus mit dem niederländischen 3D-Drucker Hersteller Additive Industries zusammen, welcher hierzu erst vor Kurzem das Projekt „MetallFAB1 3D-Drucker“ an Airbus Tochter APWorks auslieferte. Seit ca. vier Jahren hat die Firma Additive Industrie an dem Metalldrucker gearbeitet. Nun wurde der erste Drucker für den Airbus endlich fertiggestellt. Airbus APWorks spezialisiert sich schon seit vielen Jahren auf die 3D-Drucktechnik, um die Arbeitszeiten und den Materialverbrauch zu kompensieren. Airbus APWorks steht hinter vielen innovativen Anwendungen, wie der Robotik, dem Maschinenbau, der Medizintechnik, der Automation und der Luft- und Raumfahrt. Die super leichtgewichtige aber superstarke Aluminium-Legierung des Airbus 320 und DSML-Technologie ist das Ergebnis von motivierten Forschern und Arbeitern.

Airbus investierte für den Kauf dieses 3D-Drucker 1,8 Millionen Euro. Gedruckt werden sollen verschiedene leichtgewichtige Komponenten und Sitzplatzteile für verschiedene Flugzeuge. Der 3D-Metalldrucker von Airbus ist rund 8 m lang und verwendet maximal 4 Vorfeldlaser. Die Laser können so Nähte bei größeren Objekten vermeiden. Er verfügt über mehrere Bauräume und ein integriertes Pulvermanagement. Der große Vorteil der ganzen Maschine ist der geringe Materialaufwand, weniger Müll, die Zeitersparnis und eine gesteigerte Produktivität.

Vorteile des 3D-Drucks

Anwender wie Airbus müssen nicht mehr länger auf Teile warten, welche mit dem Schiff geliefert werden müssen und keine Formen extra herstellen. Denn die Produktion findet vor Ort statt. Dieser Schritt in die Zukunft wird nicht nur von Airbus genutzt, sondern auch von verschiedenen Fertigungsunternehmen, wie der Automobilbranche. So wird eine günstigere Produktion mit weniger Müll möglich.

Apple hat im Jahr 2016 sogar ein Patent auf ein innovatives 3D-Metalldruckverfahren angemeldet. Bei diesem 3D-Drucksystem handelt es sich um eine Erleichterung zur Fertigung von Bauteilen für Telefone und Tablets.

Die Firma NVBOTS entwickelt momentan einen neuen Highspeed-3D-Metalldrucker, der mit hoher Druckgeschwindigkeit und einer Multi-Material-Verarbeitung laufen soll. Für das Unternehmen soll diese Art der Drucktechnik eine Alternative zum Metallguss darstellen. Dem Hersteller zufolge können schon jetzt 21 Metalle gleichzeitig verarbeitet werden. Der „Electron 3D – 6. Generation Prusa i3“ ist eine günstige Variante, um Metall zu drucken. Rund 230 Euro kostet die limitierte Auflage. Der Drucker ist mit einem LCD-Display versehen und verfügt über einen MK8 Extruder. Für den Metalldruck wird ein MK8 Pro Metall Extruder angeboten, der gegen Aufpreis erhältlich ist und einiges hermacht. Für den günstigen 3D-Druck können folgende Materialien verwendet werden: PLA, ABS, HIPS, Holz, PVA, Nylon und sogenannte Flex-Filamente. Der günstige Drucker wird so ausgeliefert, dass er noch zusammengebaut werden muss.