{"id":19310,"date":"2024-06-06T09:03:07","date_gmt":"2024-06-06T07:03:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bechtle-am.com\/?p=19310"},"modified":"2024-06-07T09:13:03","modified_gmt":"2024-06-07T07:13:03","slug":"metall-3d-druckverfahren-im-vergleich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bechtle-am.com\/wissen\/magazin\/metall-3d-druckverfahren-im-vergleich\/","title":{"rendered":"Metall-3D-Druckverfahren im Vergleich"},"content":{"rendered":"\n<p>Es gibt mittlerweile unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von 3D-gedruckten Teilen, mit denen viele verschiedene Materialien verarbeitet werden k\u00f6nnen.&nbsp;<strong>Eine Besonderheit ist immer noch die Verwendung von metallischen Werkstoffen, werden diese doch eigentlich nicht mit additiven Fertigungsverfahren in Bezug gesetzt.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Welche 3D-Druckverfahren werden bei metallischen Werkstoffen eingesetzt? Welche Vorteile haben diese Verfahren? Gibt es Nachteile, die den Einsatz f\u00fcr eine bestimmte Anwendung schwierig machen?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Mit den Antworten auf diese Fragen kann die Auswahl eines passenden 3D-Druckers f\u00fcr metallische Werkstoffe erleichtert werden.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Es gibt momentan drei f\u00fchrende 3D-Metalldrucker-Technologien: FFF (Fused Filament Fabrication), Pulverbettverfahren und Binder-Jetting.<\/strong>&nbsp;Dieser Beitrag soll die Funktionsweise der einzelnen Arten von Metall-3D-Druckern, ihre Unterscheidungsmerkmale und Perspektiven f\u00fcr den Einsatz erl\u00e4utern.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-metall-fused-filament-fabrication\">Metall-Fused Filament Fabrication<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Beim <a href=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/technologien\/fff-fused-filament-fabrication\/\">Metall-Fused Filament Fabrication-Verfahren<\/a> ist das Metallpulver in eine wachsartige Kunststoffmatrix eingebunden. Es liegt als Filament vor und wird schichtweise verarbeitet.<\/strong>&nbsp;Dieses Verfahren hat den besonderen Vorteil, dass es sehr sicher und einfach in der Anwendung ist. Nach dem Druckvorgang ben\u00f6tigt es zus\u00e4tzlich ein Entbinderungssystem und einen Sinterofen, um gebrauchsfertige Teile herzustellen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-die-alleinstellungsmerkmale-von-metall-fff\">Die Alleinstellungsmerkmale von Metall FFF<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-greyd-list\" id=\"list_66dccb5f6f5dd\">\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Erschwinglichkeit:<\/strong>&nbsp;FFF-Metalldrucker&nbsp;sind in Bezug auf Anschaffung und Betrieb g\u00fcnstiger als andere Metalldrucker.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Sicherheit:<\/strong>&nbsp;Metallisches 3D-Druckerfilament, das aus gebundenem Pulver besteht, ist relativ sicher in der Anwendung, und die Maschinen k\u00f6nnen mit minimaler Schulung und Schutzausr\u00fcstung effektiv genutzt werden.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Gute Materialeigenschaften der fertigen Teile:<\/strong>&nbsp;Durch das abschlie\u00dfende Sintern des fertigen Teils werden innere Spannungen im Material abgebaut.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Materialverf\u00fcgbarkeit:<\/strong>&nbsp;Es gibt schon jetzt eine gro\u00dfe Anzahl an Materialien, die mit diesem Verfahren verarbeitet werden k\u00f6nnen. Durch die fortlaufende Entwicklung k\u00f6nnen industrielle 3D-Drucker auch exotische Metallsorten und Legierungen verwenden.<\/p><\/span><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"683\" src=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/Metal-X-with-model-Caldwell-Manufacturing-1-1024x683.jpg\" alt=\"Metal X\" class=\"wp-image-19311\" srcset=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/Metal-X-with-model-Caldwell-Manufacturing-1-1024x683.jpg 1024w, https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/Metal-X-with-model-Caldwell-Manufacturing-1-300x200.jpg 300w, https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/Metal-X-with-model-Caldwell-Manufacturing-1-768x512.jpg 768w, https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/Metal-X-with-model-Caldwell-Manufacturing-1.jpg 1200w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Was ist beim Metall-FFF zu beachten?<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Metall FFF ist nicht optimiert f\u00fcr Vollmaterialteile.<\/strong>&nbsp;In der Regel werden Teile mit geschlossenen Hohlr\u00e4umen gedruckt. Zwar k\u00f6nnen auch Teile aus Vollmaterial gedruckt werden, doch kann dies zu l\u00e4ngeren Druckzeiten f\u00fchren oder die Vielfalt der herstellbaren Teile einschr\u00e4nken.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Herstellung nahezu vollst\u00e4ndig geformter Teile.<\/strong>&nbsp;Obwohl die Teile bei Bedarf nachbearbeitet werden k\u00f6nnen, um enge Toleranzen einzuhalten, werden mit dem&nbsp;<strong>Metall-FFF-Verfahren in der Regel endkonturnahe Teile gedruckt.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ausblick<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Das Metall-Fused Filament Fabrication-Verfahren entwickelt sich momentan rasch weiter, wobei die 3D-Drucker immer leistungsf\u00e4higer und zuverl\u00e4ssiger werden.<\/strong>&nbsp;Durch neue Funktionen wird die Anwendungspalette st\u00e4ndig erweitert. Viele Branchen erschlie\u00dfen mit der Metall-Fertigteilproduktion innovative Anwendungen.<\/p>\n\n\n\n<p>Auf l\u00e4ngere Sicht werden weitere Materialien und M\u00f6glichkeiten hinzukommen, die die Einsatzm\u00f6glichkeiten dieser Technologie erweitern.&nbsp;<strong>Metall-FFF-Drucker werden aufgrund ihrer Erschwinglichkeit, Zug\u00e4nglichkeit und Vielseitigkeit beim 3D-Druck von Metallteilen mit komplexem Design zu einem festen Bestandteil von Fertigungseinrichtungen werden.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Pulverbettverfahren<\/h2>\n\n\n\n<p>Bei diesem, auch als&nbsp;<strong>Selective Laser Melting \u2013 SLM oder&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/technologien\/dmp-direct-metal-printing\/\">Direct Metal Printig \u2013 DMP<\/a><\/strong>&nbsp;genannten Verfahren wird ein Laser an einem Portal montiert. Dieser wird \u00fcber eine dicke Schicht aus Metallpulver bewegt und verschmilzt dieses schichtweise.&nbsp;Nach jeder vom Laser verschmolzenen Schicht wird eine neue Schicht Pulver aufgebracht. Dies geschieht mit einem System zur Pulververteilung.&nbsp;Wenn das gedruckte Teil fertiggestellt ist, wird es entnommen, gereinigt und weiterbearbeitet.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Die Alleinstellungsmerkmale vom Pulverbettverfahren<\/h3>\n\n\n\n<p>Mit dem Verfahren k\u00f6nnen Teile mit speziellen Anforderungen hergestellt werden.&nbsp;<strong>Dazu geh\u00f6ren ultrakomplexe Geometrien, gro\u00dfe Teile und gro\u00dfe Teile aus Vollmaterial.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die Technologie an sich ist sehr weit&nbsp; ausgereift.&nbsp;<strong>Infolgedessen gibt es eine gro\u00dfe Auswahl an Materialien und mehrere Hersteller, die eine gro\u00dfe Auswahl an Maschinen anbieten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"683\" src=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/3d-systems-laserform-1-1024x683.jpg\" alt=\"3D-Systems Laserform\" class=\"wp-image-19312\" srcset=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/3d-systems-laserform-1-1024x683.jpg 1024w, https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/3d-systems-laserform-1-300x200.jpg 300w, https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/3d-systems-laserform-1-768x512.jpg 768w, https:\/\/www.bechtle-am.com\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/3d-systems-laserform-1.jpg 1200w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Was ist beim Pulverbettverfahren zu beachten?<\/h3>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-greyd-list\" id=\"list_66dccb5f70eae\">\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Hoher Anschaffungspreis:<\/strong>&nbsp;Das Pulverbettschmelzen ist nach wie vor teuer, und die Preise f\u00fcr 3D-Metalldrucker f\u00fcr diese Technologie liegen in der Regel bei \u00fcber 500.000 \u20ac f\u00fcr Anschaffung und Installation.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Betrieb:<\/strong>&nbsp;F\u00fcr den Betrieb ist ein geschulter Bediener erforderlich, es wird viel Platz in der Fertigungshalle ben\u00f6tigt, und es sind teure pers\u00f6nliche Schutzausr\u00fcstungen (PSA) und \u00c4nderungen an den Einrichtungen erforderlich. Dies erh\u00f6ht die Kosten f\u00fcr den 3D-Metalldruck.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Einarbeitung bei anspruchsvollen Teilen:<\/strong>&nbsp;Komplexe 3D-gedruckte Metallteile erfordern viele Iterationen, um einen erfolgreichen und genauen Druck zu erhalten. Der Prozess f\u00fchrt zu inneren Spannungen, die zu Rissen und Verformungen f\u00fchren k\u00f6nnen. Sobald jedoch die Druck- und Designparameter eingestellt sind, k\u00f6nnen qualitativ hochwertige Teile gedruckt werden.<\/p><\/span><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ausblick<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Das Pulverbettschmelzen ist der Marktf\u00fchrer in der Metall-3D-Druckbranche.<\/strong>&nbsp;Neben den f\u00fchrenden, etablierten Anbietern mit fortschrittlichen F\u00e4higkeiten gibt es einige neue Wettbewerber, die spezifische oder kosteng\u00fcnstigere L\u00f6sungen anzubieten.<\/p>\n\n\n\n<p>Branchen, die f\u00fcr&nbsp;<strong>hochspezialisierte Anwendungen<\/strong>&nbsp;bekannt sind, haben bei der Einf\u00fchrung des Pulverbettverfahrens eine Vorreiterrolle \u00fcbernommen \u2013 darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Medizintechnik.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>In der Zukunft wird die Akzeptanz in der Industrie dazu f\u00fchren, dass noch mehr innovative Anwendungen der Pulverbettschmelztechnologie hervorbringen wird.<\/strong>&nbsp;Je mehr Branchen diese 3D-Metalldrucktechnologie nutzen, desto mehr unterschiedliche Anwendungen werden entstehen. Ein verst\u00e4rkter Wettbewerb tr\u00e4gt dazu bei, dass weitere unterschiedliche Drucker entwickelt werden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Binder Jetting<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Bei diesem 3D-Metalldruckverfahren tr\u00e4gt ein tintenstrahl\u00e4hnlicher Druckkopf ein spezielles Bindemittel pr\u00e4zise auf ein Bett aus Metallpulver auf.<\/strong>&nbsp;Nach einer Trocknung tr\u00e4gt die Maschine \u00e4hnlich wie bei der Pulverbettfusion weiteres Pulver auf und wiederholt den Druck- und Trocknungsprozess, bis die Teile fertig sind. Nach einer Abschlie\u00dfenden Trocknung k\u00f6nnen die noch unfertigen Gr\u00fcnteile entnommen und gereinigt werden. Danach folgt ein Sinterprozess, mit dem die Teile fertiggestellt werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Beim Sintern wird das Material bis knapp unter den Schmelzpunkt erhitzt, was eine genaue Prozesskontrolle erfordert. W\u00e4hrend des Sinterprozesse schrumpft das Bauteil stark zusammen, was eine entsprechende Skalierung des Gr\u00fcnteils erforderlich macht.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Die <a href=\"https:\/\/www.bechtle-am.com\/technologien\/mbj-metal-binder-jetting\/\">Binder Jetting<\/a> Technologie ist im Metallbereich noch relativ neu. Sie wird laufend weiterentwickelt und hat gro\u00dfes Potential.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Die Alleinstellungsmerkmale vom Binder Jetting<\/h3>\n\n\n\n<p>3D-Drucker, die diese Technologie einsetzen, \u00fcberzeugen vor allem durch die&nbsp;<strong>schnelle Druckgeschwindigkeit und die hohe Pr\u00e4zision<\/strong>, mit der die Drucke ausgef\u00fchrt werden. Bei dem Druckprozess k\u00f6nnen viele Teile gleichzeitig hergestellt werden, deren Geometrie sehr komplex mit filigranen Details sein kann.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Was ist beim Binder Jetting zu beachten?<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-greyd-list\" id=\"list_66dccb5f71309\">\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Sicherheit und Handhabung:<\/strong>&nbsp;Die Verwendung von losem Pulver ist mit Sicherheits- und Handhabungsproblemen verbunden. Es ist geschultes Personal und Schutzausr\u00fcstung f\u00fcr den Umgang mit den Rohstoffen notwendig.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Der hohe Anschaffungspreis:<\/strong>&nbsp;Die Preise f\u00fcr 3D-Drucker, die mit diesem Verfahren arbeiten, sind noch sehr hoch. Kosten zwischen 300.000 \u20ac und 2 Mio. \u20ac sind keine Seltenheit.<\/p><\/span><\/li>\n\n\n\n<li style=\"margin-left: 20px; \"><span class=\"list_icon\"><\/span><span class=\"list_content\"><p><strong>Eigenschaften der Teile:<\/strong>&nbsp;Durch das noch recht neue Verfahren fehlen noch zuverl\u00e4ssige Daten \u00fcber die Haltbarkeit der hergestellten Teile und deren mechanische Eigenschaften. Auch die Auswirklungen von unterschiedlichen Designs hat eine gro\u00dfe Auswirkung auf das Verhalten im Einsatz.<\/p><\/span><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-ausblick\">Ausblick<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Das Binder-Jetting von Metallen befindet sich noch in der Entwicklung.<\/strong>&nbsp;Bisher wird es nur von wenigen Unternehmen eingesetzt. Dennoch ist es eine Technologie mit Zukunft, in die mehrere gro\u00dfe Anbieter investieren.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Einige Branchenanalysten sagen voraus, dass das Binder-Jetting die Zukunft der Massenproduktion beim 3D-Druck von Funktionsteilen aus Metall sein k\u00f6nnte.<\/strong>&nbsp;Diese Prognosen h\u00e4ngen jedoch von den Entwicklungen in dieser Technologie ab und von den Erfahrungen mit den so hergestellten Teilen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Sie interessieren sich f\u00fcr die unterschiedlichen Verfahren, mit denen Sie Teile aus Metall mit dem 3D-Drucker herstellen k\u00f6nnen?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>M\u00f6chten Sie Ihre Fertigung um einen 3D-Drucker erweitern?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Kontaktieren Sie uns gerne, um die passende Technologie f\u00fcr Ihre Anwendung zu finden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es gibt mittlerweile unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von 3D-gedruckten Teilen, mit denen viele verschiedene Materialien verarbeitet werden k\u00f6nnen.&nbsp;Eine Besonderheit ist immer noch die Verwendung von metallischen Werkstoffen, werden diese doch eigentlich nicht mit additiven Fertigungsverfahren in Bezug gesetzt. 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