Beim 3D-Druck von Metallen werden Metalle im Pulverbett verschmolzen. Es gibt zwei Arten von additiven Metallfertigungsverfahren: das selektive Laserschmelzen (SLM) und das direkte Metalllasersintern (DMLS). In diesem Artikel wird erläutert, wie der 3D-Metalldruck funktioniert und welche Vorteile und Einsatzmöglichkeiten er hat.

Wie funktioniert der 3D-Druck von Metall?

Zunächst verwendet die Baukammer inerte Gase wie Argon, um die Oxidation des Grundmaterials — Metallpulver — zu reduzieren. Jetzt wird die Kammer auf eine optimale Temperatur erwärmt. Der nächste Schritt besteht darin, das Metallpulver in einer dünnen Schicht auf der Bauplattform zu verteilen, sodass ein Hochleistungslaserstrahl den Querschnitt des benötigten Bauteils abtasten kann. In dieser Phase erfolgt das Verschmelzen der Metallpartikel, was zur Bildung der nächsten Schicht führt. Die Komponenten oder Teile bilden ein festes Objekt, sobald der gesamte Bereich des Modells gescannt wurde. Nach Abschluss des obigen Vorgangs verteilt der Beschichter eine dünnere Schicht des Basispulvers, indem er die Bauplattform um eine Schichtdicke nach unten bewegt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis das gesamte Teil vollständig gebaut ist.

Arten von Metall-3D-Druckverfahren

Zum Drucken von Metallen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung mit 3D-Drucktechnologie. Einige der am häufigsten verwendeten sind unten aufgeführt.

• Selektives Laserschmelzen (SLM)
• Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)
• Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Selektives Laserschmelzen (SLM)

Bei diesem Verfahren wird das 3D-Modell im Layer-für-Layer-Verfahren erstellt. Dabei wird das Metallpulver mithilfe eines Lasers geschmolzen, in einer Inertgasumgebung wird eine dünne Schicht des Modells aufgebaut und je nach Eingabeparametern werden weitere Schichten aufgebaut. Normalerweise wird dieses SLM-Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Titan- und Aluminiummetallwerkstoffen für Branchen wie die Automobil- und Medizinbranche verwendet.

Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)

Dieses Verfahren ähnelt ebenfalls dem selektiven Laserschmelzen, der Unterschied besteht jedoch nur in der Verbindung der Metallmaterialien. Hier wird das Metall nicht geschmolzen, sondern gesintert, und DMLS ermöglicht die Verarbeitung einer Vielzahl von Metallmaterialien. Diese Technik wird verwendet, um die Metalle bei erhöhter Temperatur zu verschmelzen. Es wird hauptsächlich für das Prototyping und die Herstellung von Fertigteilen wie medizinischen Geräten verwendet.

Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Bei diesem Verfahren wird anstelle eines Laserstrahls ein Elektronenstrahl verwendet, um die Metallpartikel zu schmelzen. Dies ist der einzige Unterschied zwischen SLM und EBM. Aufgrund der Verwendung des Elektronenstrahls nimmt dieses Verfahren vergleichsweise weniger Zeit in Anspruch, um das Bauteil herzustellen als SLM, und es ist auch genauer. Hier werden Titan und Kobalt häufig zur Herstellung von 3D-Metallobjekten verwendet. EBM wird zur Herstellung von Artikeln wie Motorteilen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie verwendet.

Vorteile des 3D-Metalldrucks

Es ermöglicht Herstellern, flexible Designs für die Erstellung komplexer 3D-Modelle zu erstellen. Hersteller können innerhalb weniger Stunden 3D-Metallkomponenten herstellen, was zu einem schnellen Prototyping führt. Durch den Einsatz dieser Technologien können wir auch Platz und Kosten sparen. Die Verschwendung von Rohstoffen wird durch den Einsatz dieser Technologie drastisch reduziert. Es ermöglicht auch die Kombination mehrerer Komponenten zu einem einzigen Teil, was zu einer schnelleren Montage in der Produktionslinie führt. Es ist viel besser in der Lage, präzise und detaillierte 3D-Modelle zu erstellen als herkömmliche Fertigungsmethoden.

Fazit

Der Hauptzweck des 3D-Metalldrucks besteht darin, reale Metallobjekte schnell und effizient herzustellen, die zunächst so komplex sind, wie es bei den üblichen Fertigungsmethoden der Fall ist. Es eignet sich auch gut für alle Arten von Fertigungsindustrien. Wir glauben, dass dieser Artikel Ihnen helfen wird, die Funktionsweise der 3D-Metalldrucktechnologie und ihre Vorteile kennenzulernen.