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Die 3D Druck Dienstleister erobern sich das Metall

In der 3D Druck Dienstleistung konzentrierten sich in der Vergangenheit die Bemühungen zumeist auf den Kunststoff. Die meisten der bisher entwickelten 3D Druck Technologien nutzen die relativ niedrigen Schmelztemperaturen dieser verschiedenartigen Materialien, um zum Beispiel

  • Im Polyjet 3D Druck Kunstharz aus einer Vielzahl von Düsen in mikroskopisch kleinen Schichten aufzubauen und dabei gleichzeitig per UV-Licht auszuhärten.
  • In der FDM 3D Druck Dienstleistung einen Endlosfaden mit ABS Kunststoff durch eine Düse Schicht um Schicht aufzutragen, wobei jede Schicht mit der unteren verschmilzt.
  • In einem mit Nylonpulver gefüllten Bauraum einen Laserstrahl die benötigten Konturen einschmelzen zu lassen (SLS Lasersintern).
  • Oder aber bei der 3D Druck Stereolithografie den Laser ein in Schichten aufgetragenes Kunstharz in der berechneten Form aushärten zu lassen.

All diese additiven Methoden der 3D Druck Dienstleistung haben ihre Vor- und Nachteile und werden in dieser oder jeder Spezialisierung für die erstaunlichsten Anwendungsformen eingesetzt. Viele Einsatzgebiete des Ingenieurwesens benötigen jedoch weiterhin das Metall als Werkstoff. Seine Härte und Belastbarkeit sind beim Maschinenbau, bei Brückenkonstruktionen oder in der Motorenentwicklung unverzichtbar. Die Bearbeitung von Metall im 3D Druck stellt die Forscher jedoch vor erhebliche Probleme.

Der extrem hohe Schmelzpunkt und die extrem langsame oder nur unter größter Materialbeanspruchung schockartige Aushärtung steigern die Kosten für die Entwicklung und den Betrieb entsprechender 3D Drucker auf enorme Weise. Man hilft sich zum Beispiel mit Metallderivaten wie Aluminium-Pulver, die sich per Laser und hoher Bauraumtemperatur zusammenschmelzen lassen. In anderen Technologien trägt ein Roboterarm flüssigen Stahl schichtweise auf und wartet mit dem nächsten Durchgang, bis die untere Schicht genau richtig ausgehärtet ist. Man kann sich die Umgebungsbedingungen vorstellen, die für solch eine 3D Druck Dienstleistung nötig sind.

Der neue Metall 3D Drucker

Dennoch werden dieser Tage entscheidende Durchbrüche vorgestellt. Die Charles Darwin Universität in Australien hat jetzt einen Metall-3D-Drucker vorgestellt, der auf einer völlig neuen Technologie beruht. Der Drucker ist auf den Namen Lightspee3d getauft. Die Forscher benutzen ein Raketentriebwerk, um in dem auf 400 Grad erhitzten Bauraum Metallpulver auf eine bewegliche Platte zu schießen. Dabei erreichen die Partikel Geschwindigkeiten von bis zu einem Kilometer pro Sekunde. Die rechnergesteuerte Platte bewegt sich exakt so, wie es die Schichten des Werkstücks erforderlich machen.

Durch die hohe Geschwindigkeit schweißen sich die Metallpartikel beim Aufprall zusammen und werden Millisekunden später schockartig abgeschreckt. Durch zwei Faktoren verspricht diese Methodik bahnbrechende Fortschritte für die additive Metallbearbeitung. Da ist zum einen die Geschwindigkeit des Vorgangs. Den Ingenieuren gelang während einer Präsentation die Herstellung eines Schwungrads aus Kupfer in unglaublichen 12 Minuten. Zum anderen überzeugt der angegebene Kostenfaktor. Tatsächlich soll das Schwungrad für umgerechnet lächerliche drei Euro produziert worden sein. Die Weiterentwicklung dieser 3D Druck Dienstleistung für Metalle dürfte sich jetzt verstärkt auf die erreichbare Komplexität konzentrieren.