DRUCKVERFAHREN

Beim 3D-Druck von Metallteilen werden feine Metallpulver selektiv anhand eines digitalen Modells Schicht für Schicht miteinander verbunden. Es gibt mehrere Drucktechniken für die Pulverbettfusion von Metallen:

Selektives Laserschmelzen (SLM) verwendet einen Hochleistungslaser, um Metallpulverpartikel selektiv zu schmelzen und miteinander zu verlöten. Dadurch entstehen fast vollständig dichte Teile mit hoher Präzision und filigranen Details. SLM ist ideal für reaktive Metalle wie Titan- und Nickellegierungen.

Elektronenstrahlschmelzen (EBM) nutzt einen Elektronenstrahl im Vakuum, um aufeinanderfolgende Schichten aus Metallpulver zu schmelzen. EBM ermöglicht den Druck großer, komplexer Titanstrukturen für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.

Heißisostatisches Pressen (HIP) – Hierbei handelt es sich um ein Nachbearbeitungsverfahren, bei dem hohe Temperatur und isostatische Gasdruck angewendet werden, um 3D-gedruckte Metallteile zu komprimieren und zu verdichten. HIP trägt zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Materialintegrität bei. Es wird allgemein für unternehmenskritische Raumfahrtkomponenten verwendet.

Metallpulverspritzguss (MIM) – Feines Metallpulver wird mit einem Bindemittel kombiniert und mittels Spritzgießen zu komplexen Rohteilen mit Formnetzen geformt. Anschließend wird das Bindemittel entfernt und die Metallteile werden gesintert und verdichtet. MIM ermöglicht eine kostengünstige Herstellung großer Stückzahlen kleiner, komplexer Metallteile mit hoher Wiederholgenauigkeit.

Beim Direkten Metall-Laser-Sintern (DMLS) wird ein Laser verwendet, um das Metallpulver partiell zu einer festen Masse zu schmelzen. DMLS bietet für manche Anwendungen Geschwindigkeit und niedrigere Kosten. Eine Nachbehandlung kann für eine vollständige Dichte erforderlich sein.

Beim Metallbinder-Jettingverfahren wird ein flüssiges Bindemittel auf Metallpulverbetten aufgetragen, um die Partikel zu binden. Die Rohlinge werden anschließend in einem Ofen gesintert. Diese Technik ermöglicht eine hohe Serienproduktion.

Wichtige Einsatzmöglichkeiten des 3D-Metalldrucks sind leichte Flugzeugkomponenten, patientenspezifische Implantate und Prothesen im Gesundheitswesen, Werkzeuge für das Spritzgießen sowie komplexe Industrieteile mit verbesserter thermischer oder struktureller Leistung. Die Möglichkeit, komplexe Geometrien herzustellen, die mit herkömmlichen Verfahren nicht erreicht werden können, macht den 3D-Metalldruck sehr attraktiv.