3D-Druck mit Metallen: mehr als nur Kunststoff
Der moderne 3D-Druck beschränkt sich keinesfalls nur auf Kunststoff oder auf ähnliche Weichematerialien. Mit modernen Technologien lässt sich auch ein 3D-Druck für Metalle realisieren. Dies erschließt den modernen Herstellungstechnologien ganz neue Anwendungsgebiete, da Metalle in vielerlei Bereichen wesentlich besser eingesetzt werden können als andere Stoffe wie beispielsweise Kunststoffe. Der noch relativ neue 3D-Metalldruck kommt in vielerlei Bereichen schon zum Einsatz:
– im Automobilbau
– in der Luft und Raumfahrt
– im Bereich der Medizintechnik
Vorteile des 3D-Metalldrucks gegenüber anderen Herstellungsverfahren
Gegenüber den eher traditionellen angewendeten Herstellungsverfahren wie zum Beispiel der Zerspanung, dem Ausfräsen oder dem Ausgießen von bestimmten Formen bietet der dreidimensionale Metalldruck einige Vorteile, die bereits vom 3D-Druck mit Kunststoff bekannt sein dürften. So lassen sich auch unterschiedlichste Formen anhand computergenerierter Objekte quasi in einem Arbeitsdurchgang in reelle Bauteile verwandeln. Dank moderner Technologien sind auch komplexeste Formen möglich, da das jeweilige Bauteil Schicht für Schicht gedruckt werden kann, ohne dass jede Formveränderung durch die Zerspanungstechnik nachträglich in das Objekt eingebracht werden müsste. Sowohl der Industrie sowie auch kleineren Unternehmen werden dadurch zahlreiche Vorteile geboten, unter anderem folgende:
– Die relativ hohe Geschwindigkeit bei der Herstellung von Prototypen und Kleinserien ist ein sehr großer Vorteil.
– Auch komplexe Geometrien lassen sich problemlos herstellen, und zwar in einem Arbeitsgang.
– Änderungen am 3D-Modell können sofort in die Produktion übernommen werden, da die ab diesem Zeitpunkt produzierten Objekte die Änderungen enthalten.
– Es sind keine großartigen Umbauten an Fertigungsmaschinen notwendig.
– Herstellungsbedingt entsteht kaum ein Abrieb, so dass auch kein hoher Materialverschleiß anfällt.
Die Schwächen dieses Herstellungsverfahrens
Die Technik steckt noch ganz am Anfang, weshalb noch einige Einschränkungen bei der industriellen Fertigung von Bauteilen oder anderen Produkten in Kauf genommen werden müssen. In einigen Fällen sind aufwendige Nachbearbeitung nötig, beispielsweise dann, wenn die Bauteile bestimmte Oberflächen haben müssen. Fertigungsbedingt weisen die durch den 3D-Metalldruck hergestellten Bauelemente noch relativ raue Oberflächen auf. Je nach Herstellungsverfahren lassen sich auch nur Objekte mit relativ großen Fertigungstoleranzen herstellen. Gerade im Bereich von Mikrometern sind oft noch Bearbeitungen notwendig, wenn sich solche Objekte überhaupt mithilfe des 3D-Drucks herstellen lassen.
Wann der 3D-Druck mit Metallen Vorteile bietet oder sinnvoll ist
Gut eingesetzt werden kann der 3D- Druck für Metalle überall dort, wo relativ kleine Objekte mit komplexen Geometrien hergestellt werden müssen, was sehr häufig bei der Fertigung von seltenen Ersatzteilen einen echten Vorteil darstellt. Gleiches gilt auch dann, sollen Prototypen oder Kleinserien hergestellt werden, genau wie dies beim herkömmlichen 3D-Druck mit Kunststoffen auch der Fall ist. Auch Vorstufen des gewünschten Objektes lassen sich auf diese Weise sehr gut herstellen. Die notwendige Nachbearbeitung kann beispielsweise mithilfe spanender Bearbeitungsverfahren erfolgen.
Der Leichtbau als Anwendungsgebiet für den 3D-Metalldruck
Der Leichtbau ist ein ganz besonderes Anwendungsgebiet innerhalb der Luft- und Raumfahrttechnik. Hier geht es darum, das Gewicht und die Anzahl der einzelnen Bauteile zu reduzieren, aus denen Baugruppen, Fahrzeuge oder sonstige technischer Einrichtungen bestehen. Mithilfe der Drucktechnologien lassen sich auch komplexere Objekte in einem Stück herstellen, wodurch sowohl Kosten als auch Gewicht gespart werden. Es gibt einige Anwendungsgebiete (beispielsweise Turbinen), in denen bereits serienmäßig mithilfe des 3D-Drucks hergestellte Metallteile verbaut werden.