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Was sind die Vorteile, Grenzen und Kosten des 3D-Metalldrucks?

Viele Unternehmen investieren kontinuierlich in die Technologie des 3D-Metalldrucks, um einzigartige und komplexe industrielle Bauteile herzustellen. Wenn Sie sich schon immer gefragt haben, was es mit dem aktuellen Hype auf sich hat, welche Vor- und Nachteilen es gibt und wie es mit den Kosten aussieht, dann sind Sie hier genau richtig.

In diesem Artikel erfahren Sie die Antworten auf einige der am häufigsten gestellten Fragen zum 3D-Druck von Metall, wie z. B.:

  1. Was sind die 4 Vorteile des metallischen 3D-Drucks gegenüber der subtraktiven und formativen Fertigung?
  2. Was sind die Grenzen des 3D-Metalldrucks?
  3. Wie hoch ist die Investitionssumme für einen industriellen Metall-3D-Drucker zur Herstellung hochwertiger Teile?

Lassen Sie uns also als Erstes einen Blick auf die Pluspunkte des metallischen 3D-Drucks werfen.

Was sind die Vorteile des 3D-Drucks von hochqualitativen Metallteilen und wie unterscheidet er sich von anderen Fertigungstechniken?

Die Verwendung von Metall-3D-Druckverfahren – insbesondere das selektive Laserschmelzen (SLM) und das Selektives Lasersintern (SLS) – zum Drucken hochwertiger Metallteile bringt viele Vorteile mit sich. Hier finden Sie die wichtigsten Informationen zum 3D-Metalldruck, die Sie kennen sollten.

Verkürzte Vorlaufzeiten

Beim Metalldruck soll der Prozess immer so schnell wie möglich ablaufen. Die meisten Fertigungstechniken brauchen jedoch viel Zeit. Bei der subtraktiven Fertigung dauert es zum Beispiel etwa 15 bis 60 Tage, bis das erste Teil Ihres Projekts fertig ist. Die formative Fertigung erfordert sogar monatelange Vorlaufzeiten. Der Herstellungsprozess wird in der Regel beschleunigt, wenn Sie Metall-3D-Druck verwenden. Sie können das gleiche Ergebnis in gerade einmal 2-3 Tage erzielen. Entscheidend ist dabei, dass es sich beim 3D-Druck um eine additive Fertigungstechnik handelt. Dadurch ist der Weg von der Entwurfsphase bis zur Produktion des endgültigen Teils schneller.

Verringerter Materialverbrauch

Wenn Sie andere Fertigungstechniken zur Herstellung von Metallen ausprobiert haben, dann wissen Sie, dass dabei das hohe Maß an Materialabfall eine große Herausforderung darstellt. Beim Metall-3D-Druck wird dieser stark reduziert, was Ihnen Geld spart. Der metallische 3D-Druck verbraucht weniger Material, da die Rohmaterialien Schicht für Schicht hinzugefügt und geformt werden, anstatt aus einer festen Form geschnitten und herausgearbeitet zu werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die verwendeten Rohstoffe genau dort platziert werden, wo sie gebraucht werden und der Materialabfall wird minimiert.

Erzeugung komplexer Designs

Mit dem Metall-3D-Druck können Sie einzigartige und komplexe Designs in einem Zug und herstellen und folglich Geld sparen.

Traditionelle Techniken benötigen im Vergleich dazu mehr Aufwand und Zeit. So erfordert beispielsweise der nachträgliche Bedarf für Löcher eine maschinelle Bearbeitung und Sie müssen einzelne Bauteile zusammenschweißen, um die gewünschte Form zu erhalten. Mit dem metallischen 3D-Druck stellen Sie Objekte in einem Stück her und realisieren komplexe Formen wesentlich einfacher.

3D-Metalldruck bringt Flexibilität

Mit dem metallischen 3D-Druck können Sie Ihr Projekt testweise ausdrucken und mit einer 3D-Modellierungssoftware problemlos Änderungen vornehmen. Diese Flexibilität macht das Drucken nicht nur einfacher, sondern auch effizienter. Sie können bessere Designs drucken und gleichzeitig Zeit und Kosten sparen.

Die vier häufigsten Probleme beim 3D-Druck von hochwertigen Präzisionsmetallteilen

Sehr oft taucht die Frage auf, ob es beim 3D-Metalldruck auch Schwierigkeiten oder Einschränkungen gibt. Die Wahrheit ist: Obwohl der 3D-Druck viele Vorteile mit sich bringt, gehen auch einige Herausforderungen damit einher. Im folgenden Abschnitt lernen Sie die typischen Probleme kennen, auf die Sie beim 3D-Druck von Metall stoßen können und erfahren, wie Sie diese beheben können.

Porosität

Manchmal zeichnen sich 3D-gedruckte Metallteile durch eine hohe Porosität aus. Diese kann während des Druckprozesses verursacht werden, da dabei im Inneren der Teile oft winzige Löcher entstehen. Diese führen zu einer geringen Dichte, wobei die Anzahl der Löcher direkten Einfluss darauf hat, wie mangelhaft die Festigkeit der Teile ausfällt. Wenn beim Drucken Löcher in den Metallteilen entstehen, sind die Komponenten geschwächt und können leicht beschädigt werden. Um dies zu verhindern, sollten Sie sicherstellen, dass Sie Ihre Rohmaterialien von einer vertrauenswürdigen Quelle beziehen, da die Qualität der Werkstoffe oft die Beständigkeit der Teile gegen Porosität beeinflusst. Eine weitere Präventivmaßnahme besteht darin, die Parameter Ihres Druckers während jedes Druckvorgangs sorgfältig einzustellen.

Oberflächenrauheit

Eine weitere Herausforderung, auf die Sie beim Metall-3D-Druck höchstwahrscheinlich stoßen werden, ist, dass einige Ihrer Teile raue Oberflächen haben und Sie für eine glatte Außenseite nachpolieren müssen. Sie können dies jedoch verhindern, indem Sie dünnere Schichten drucken, da die Rauheit der Oberfläche eines Metallteils direkt proportional zu seiner Schichtdicke ist.

Rissbildung und Verformung

Eines der häufigsten Probleme beim metallischen 3D-Druck sind Rissbildungen und Verformungen. Diese entstehen, wenn ein Metallteil abgekühlt wird. Dabei kommt es zu einer Kontraktion, durch die einige Teile deformiert werden können. Um dies zu vermeiden, sollten Sie das Druckbett vorheizen und die Haftung Ihrer Metallteile am Druckbett erhöhen, damit sie die nötige Stützung erhalten. Sie können es auch mit einer thermischen Bearbeitung versuchen, um rissige Teile zu reparieren.

Hohe Kosten pro Teil

Die Kosten für einzelne Objekte beim 3D-Metalldruck sind ziemlich teuer und liegen zwischen 800 und 4.000 Euro pro Teil. Außerdem reduzieren sich die Kosten nicht, wenn große Mengen gedruckt werden, sondern bleiben für jede einzelne Komponente trotzdem hoch.

Wie viel kostet eine Maschine für den 3D-Druck von hochqualitativen Präzisionsmetallteilen?

Die gebräuchlichste Methode zum Drucken hochwertiger Metallteile ist das selektive Laserschmelzen (SLM). Die Maschinen, die für diese Methodik verwendet werden, heißen Pulverbettschmelzmaschinen und kosten zwischen 400.000 und 1,7 Mio. Euro.

Fazit

In diesem Artikel wurden die Vorteile des Metall-3D-Drucks sowie die größten Herausforderungen, die auftreten können, erörtert und Tipps zur Behebung von Problemen gegeben. Außerdem wurde die Preisspanne von Pulverbettschmelzmaschinen genannt.

Wir hoffen, dass Ihnen unser Artikel Ihre Fragen zum 3D-Druck beantwortet und Ihnen geholfen hat, den Metall-3D-Druck besser zu verstehen.

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