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3D-Drucker Metall

3D-Drucker Metall: Die Zukunft bietet noch mehr!

3D-Druck und 3D-Drucker Metall setzt der Kreativität kaum Grenzen:

Prototypen, Modelle, Spielzeug, kleinere Haushaltsgegenstände und Ersatzteile können mittels verschiedener Druck-Techniken selbst im heimischen Hobbykeller hergestellt werden.

3d-drucker metall

© Moreno Soppelsa / Fotolia

Wer sich mit dieser Technologie schon etwas beschäftigt hat weiß aber, dass für die Herstellung dieser Gegenstände nur Kunststoff verwendet werden kann.

Für Stifthalter, Plastikponys oder Architekturmodelle ist ein günstiger Kunststoff wohl die beste Wahl. Aber was ist, wenn ein Autohersteller zum Beispiel ein Motorteil aus dem 3D-Drucker benötigt?

Ein Kunststoffmotorteil würde sofort schmelzen und wäre gänzlich ungeeignet für seine Aufgabe.

Das geht dann halt nicht, mag man meinen.

Doch, das geht, wenn wir den Kunststoff gegen Metall umtauschen.

Und tatsächlich gibt es bereits 3D-Drucker, die Datensätze in echte, verwendbare Bauteile aus Metall umsetzten können.

3D-Drucker Metall Anwendungsbereiche

Die große Materialvielfalt bietet zugleich eine riesige Spanne an Anwendungsmöglichkeiten.

Für einige Brachen bietet der 3D-Druck aus Metall aber besonders viele Vorteile:

Luft- und Raumfahrt

Für Luft- und Raumfahrt ist besonders die Möglichkeit wichtig, sehr leichte Bauteile herzustellen, indem gezielt für die Stabilität unwichtige Bereiche ausgespart werden.

In der Raumfahrt nimmt der 3D-Druck eine besondere Stellung ein, da schon 3D-Drucker Metall entwickelt wurden, die in der Schwerelosigkeit funktionieren.

Fahrzeugindustrie

Für die Fahrzeugindustrie ist der 3D-Druck aus Metall deshalb so interessant, da ganz neue Geometrien hergestellt werden können.

Zum Beispiel können in einem Stück Motorteile gedruckt werden, die dicht unter der Oberfläche

Kühlkanäle besitzen.

 

Viele Vertreter der Automobilindustrie betonen außerdem die ökonomischen und ökologischen Vorteile, die sich aus dem geringeren Materialaufwand und der schnelleren Herstellungszeit ergeben. Durch die schnellere Produktion müssen nicht Unmengen Voraus produziert und Lagerkapazitäten können gespart werden.

Medizin

Für die Medizin ist das 3D-Drucken mit Metall mittlerweile unverzichtbar: Die feinen Strukturen und auf Leichtigkeit ausgelegten Geometrien von Prothesen und Implantaten können kaum anders als im 3D- Druck hergestellt werden. Zudem ermöglicht die schnelle Herstellung von Einzelteilen eine individuelle Anpassung von Prothesen und Implantaten an den Patienten.

Kunst- und Schmuckgeschäft

Für Kunst- und Schmuckgeschäft bietet der 3D-Metalldruck eine Anpassung der Grenzen des Möglichen an die Grenzen der Kreativität. Die Herstellung jeder erdenklichen, noch so komplexen oder filigranen Struktur wird möglich und das bei der hochwertigen Optik der Metalle.

Funktionsweise des 3D-Metalldrucks

Das Geheimnis der 3D-Drucker Metall liegt in ihrer Technik: Anstatt das flüssige Material Schicht für Schicht aufzutragen, bedienen sich diese Drucker des Selektiven Laserschmelzen (SLM) oder auch Selektiven Lasersintern (SLS).

Dabei wird Metallpulver in einer dünnen Schicht auf der Grundplatte verteilt und durch einen Laser an den entsprechenden Stellen geschmolzen, sodass, erstarrt, eine feste Metallschicht entsteht.

Als letztes wird die Grundplatte abgesenkt, damit der Laser auf derselben Höhe weiterarbeiten kann wie zuvor und der Vorgang wiederholt sich.

Die Laufbahn des durch Spiegel gelenkten Lasers wird dabei schichtweise aus einem 3D-CAD-Datensatz berechnet.

3D-Printer Material

© monamakela.com / Fotolia

Nahezu jedes Metall, in Pulverform gebracht, ist mit dieser Technik in einen 3D Druck umwandelbar.

Besonders beliebt im 3D-Metalldruck sind:

Titan, dessen hohen Korrosionsbeständigkeit und Leichtigkeit vor allem für die Herstellung von Prothesen in der Medizin, aber auch für die Luftfahrt und Fahrzeugindustrie interessant sind.

Aluminium mechanisch & dynamisch besonders belastbar ist und deswegen gerne in der Luft- und Raumfahrt verwendet wird.

Bronze, Kupfer und Messing, die wegen der hochwertigen Optik und schimmernden Oberfläche vor allem im Kunst- und Schmuckgewerbe eingesetzt werden.

Silber, Gold, Platin und andere Edelmetalle, deren Ästhetik besonders beliebt im Schmuckgeschäft ist, die aber auch in der Medizin und Elektronik verwendet werden.

eine große Anzahl verschiedener Metall- und Stahllegierungen, wie zum Beispiel Rostfreier Stahl, Inocel und Cobalt Chrom, die aufgrund ihrer optimierten Eigenschaften im industriellen 3D-Metalldruck bevorzugt werden.

3D-Metallprinter Vor- und Nachteile

Wie bei jeder neuen Technologie gibt es auch beim 3D-Druck mit Metall Vorteile, die dieser Technologie erlauben, den Markt zu erobern und Nachteile, die aufzeigen, an welchen Stellen noch an Verbesserungen geforscht werden muss:

  • dass die geschaffenen Gegenstände weitaus stabiler sind, hohe Temperaturen aushalten können und zudem noch hochwertiger aussehen,
  • es gibt die Möglichkeit Objekte zu drucken, die als belastbare Bauteile, eingesetzt werden können,
  • dass komplexe Geometrien gedruckt werden können, die auf herkömmliche Weise nicht – oder nur sehr kompliziert – herstellbar wären,
  • die Produktion eines Einzelstücks sehr viel weniger Zeit in Anspruch nimmt und keine weiteren Arbeitsschritte oder Werkzeuge benötigt werden,
  • dass durch die sofortige Wiederverwendbarkeit des Metallpulvers Ressourcen eingespart werden können.

  • Die Nachteile sind, dass die 3D-Drucker, die Metall verarbeiten können zur Zeit noch viel zu teuer sind, um sie für den Heimgebrauch oder als Kleinunternehmer zu kaufen,
  • des Weiteren die Drucker sehr viel Platz in Anspruch nehmen,
  • dass hohe Betriebskosten anfallen, da regelmäßige Wartung und gegebenenfalls eine Fachkraft zur Bedienung notwendig sind,
  • auch weil die Materialien sehr teuer werden können,
  • dass Stücke nicht aus verschiedenen Materialien gefertigt werden können,
  • ferner die Drucke nicht die Größe des Bauraums überschreiten können,
  • und dass sich ein 3D-Metalldrucker für die Serienproduktion von Bauteilen finanziell und zeit-technisch nicht eignet..

Für wen ist der Kauf eines 3D-Metalldruckers interessant?

Betreiber einer großen Industrieanlage, die regelmäßig komplexe und individuelle Bau- oder Ersatzteile aus Metall produzieren möchte, sollten aufgrund der oben aufgeführten Vorteile über den Kauf nachdenken.infobild

Auch für Forschungseinrichtungen im Bereich der Prototyp-Entwicklung können 3D-Drucker, die Metall verarbeiten von Interesse sein. Prototypen können vergleichsweise schnell hergestellt und direkt unter verschiedensten Bedingungen getestet werden.

Für all jene, die einmalig ein Teil aus Metall aus dem 3D-Druck benötigen oder es nur einmal ausprobieren möchten.

Zahlreiche 3D-Druck-Dienstleister  bieten online die Möglichkeit, hochgeladene 3d Datensätze in Metallobjekte umzuwandeln und einem zuzusenden.

Besonders für Künstler ist diese Alternative von Vorteil, da manche dieser Dienstleister interne Shops anbieten, in denen eigenen Kreationen direkt verkauft werden können.

 

Wer das 3D-Metalldrucken dennoch Zuhause ausprobieren möchten, für den gibt es besondere Plastikfilamente mit verschiedenen Metallzusätzen.

Diese können schon bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur von 200° C verarbeitet werden und liefern Gegenstände mit metallischem Aussehen und Oberfläche.

Bei dieser Methode sollte jedoch beachtet werden, dass die rauen Filamente die Düsen eines 3D- Druckers stark abnutzen und diese öfter ausgewechselt werden müssen.

 

3D-Printer Metall Preis mit diesen Kosten müssen sie rechnen

Wie bereits angedeutet, ist das größte Manko des 3D-Drucker Metall der Kostenfaktor.

Das beginnt schon bei den Anschaffungskosten. Der 3D-Drucker Metall Preis für den zurzeit günstigsten 3D Metalldrucker auf dem Markt liegt bei knapp unter 100.000€ und die Preise können bis 500.000€ steigen.

Als nächstes müssen die laufenden Kosten mit einberechnet werden: Das Gerät ist regelmäßig zu warten und gegebenenfalls muss eine Fachkraft eingestellt werden, die es bedient.dollarzeichen

Zuletzt sind die Materialkosten zu bedenken, die natürlich teurer sind als bei einem 3D-Drucker Kunststoff und von spezialisierten Firmen hergestellt und geliefert werden müssen, will man Qualität sicherstellen.

Um einzuschätzen, wie hoch die Preise für einen einzelnen Metall 3D Drucker insgesamt werden können, kann man sich die Kaufpreise bei einem der 3d Druck-Dienstleister ansehen.

Im Folgenden sind die Preise für ein 60x32x48mm großes Benchy-Testmodell bei dem 3D-Drucker Metall Dienstleister i.materialise aufgeführt:

  • Aluminium 131,60€,
  • Stahl 77,05€
  • Titan 342,16€,
  • Messing 219.68€,
  • Bronze 234,74€,
  • Silber 480.04€

 

Natürlich muss hier beachtet werden, dass der Dienstleister auch etwas an dem Verkauf verdient und ein selbstproduzierter Druck darum etwas günstiger wäre.

Die oben erwähnten Plastik-Filamente für den Hobby-Gebrauch können schon ab 5,33€ pro 100 Gramm gekauft werden.

Fazit 3D Metallprinter

Das 3D-Drucken mit Metall ist definitiv eine interessante Technologie, deren Bedeutung in der Zukunft noch weiter ansteigen wird.

Das nächste Jahrzehnt wird der 3D-Metalldrucker für Privatnutzer wohl unerschwinglich bleiben. Nichtsdestotrotz lohnt es sich sicherlich trotzdem reinzuschnuppern und die Entwicklungen weiter zu verfolgen!