3D-Metalldruck auf der Formnext 2017

3D-gedruckte Teile aus technischen Filamenten können Metall dort verdrängen, wo ihre Festigkeit und Temperaturbeständigkeit ausreichen. Kürzlich haben wir auf der Formnext 2017 darüber geschrieben, welche Kunststoffe im industriellen FDM-Druck verwendet werden und welche Geräte für die Arbeit mit ihnen verwendet werden. Heute werden wir das Thema der Ausstellung fortsetzen und uns den Metallprodukten zuwenden.

Pulversintern

Die Hersteller von 3D-Druckern und -Zubehör sind ernsthaft besorgt über die Idee, Rohstoffe zu verwenden, die ursprünglich für die Arbeit mit Metal Injection Moulding, MIM-Technologie, im Druck bestimmt waren. Feines Metallpulver mit einer kleinen Menge thermoplastischen Bindemittels wird unter Druck gebildet und dann eingebrannt. Die Schrumpfung im Prozess kann 10% überschreiten, der reale Wert wird vorhergesagt und in der Produktion berücksichtigt.

Anstelle der Presse und der Formen in der ersten Phase ist es durchaus möglich, einen 3D-Drucker zu verwenden, um einen Rohling zu erhalten. Es gibt noch keinen etablierten Namen für Produktionstechnologie: Desktop Metal hat BMD, Bound Metal Deposition. Markforged verfügt über ADAM, Atomic Diffusion Additive Manufacturing. AIM3D nennt es CEM, Composite Extrusion Modeling. Im Vergleich zu MIM oder Drucken mit SLM-Technologie können die Kosten für Geräte und ein einzelnes Endprodukt erheblich gesenkt werden.

Desktop Metal und Markforged


Markforged und Desktop Metal bieten Ausstattungspakete an, die aus einem FDM-Drucker, einer Wascheinheit und einem Ofen bestehen. Nach dem Drucken wird das Teil von außen vom Kunststoffbindemittel gereinigt und zum Ofen geschickt, wo es in zwei Schritten verarbeitet wird - zuerst wird der verbleibende Kunststoff entfernt und dann das Teil gebrannt. Abhängig von den Rohstoffen ist es möglich, eine Gasatmosphäre in einem Ofen wie Argon zu verwenden. Das Ergebnis ist ein Teil mit einer Dichte von bis zu 99,7% für Markforged und bis zu 99,8% für Desktop Metal. Dies ist die Frage der Porosität.

Markiertes geschmiedetes Metall x

• Arbeitskammer: 250 x 220 x 200 mm.
• Schichtdicke: ab 50 Mikron.
• Zugehörige Geräte: Wash-1-Behandlungsstation, Sinter-1- oder Sinter-2-Ofen.

AIM3D


Das Unternehmen bietet einen ExAM 255-Drucker und einen ExSO 90-Ofen an. Der Drucker arbeitet nicht mit Filamenten oder Pulvern, sondern direkt mit Pellets für MIM. Ansonsten sieht es aus wie ein normales FDM-Gerät und kann mit bekannten Kunststoffen, auch aus Granulat, bedruckt werden - es ist auch billiger als die Verwendung von Filamenten.

AIM3D-PRÜFUNG 255

• Arbeitskammer: 255 x 255 x 255 mm.
• Schichtdicke: ab 20 Mikron.
• Materialzufuhr: mit einem kompletten oder externen Kompressor.

BASF und Fraunhofer IFAM


Letztes Jahr hat die BASF das Ultrafuse 316LX-Filament angekündigt - es ist noch nicht im Handel erhältlich und wird derzeit getestet. Apium und Gewo 3D haben bereits angekündigt, dass "es funktioniert". Ein Stab, der FDM-Druckern vertraut ist, aber aus Edelstahlpulver mit Kunststoffbinder besteht. Die angegebene Porosität des Teils nach dem Backen beträgt weniger als 2%. Sie können Metall auf einem normalen 3D-Drucker drucken, Sie müssen nur einen geeigneten Ofen zum Backen finden. Genau das zeigt das Fraunhofer IFAM beim Drucken mit Stahl, Titan, Kupfer und anderen Metallen und Legierungen mit einem Renkforce RF100-Desktopdrucker für weniger als 300 Euro.

Tintenstrahldruck


Es ist nicht erforderlich, die FDM-Technologie zu verwenden, um ein Teil zu bilden, das zum Backen neigt. Es gibt Installationen, die als Gips-Polymer-Drucker nur mit anderen Rohstoffen arbeiten. Eine Pulverschicht auftragen, an geeigneter Stelle mit einem flüssigen Bindemittel fixieren, wiederholen. Reinigen Sie die resultierenden Teile von überschüssigem Metallpulver und backen Sie. Mit geringfügigen Unterschieden in der Implementierung funktionieren das Desktop Metal Production System, ExOne-Industriedrucker und Digital Metal DM P2500-Installationen so.

Exone m-flex

• Arbeitskammer: 400 x 250 x 250 mm.
• Schichtdicke: ab 100 Mikron.
• Druckgeschwindigkeit: 30-60 s pro Schicht.

Traditionelle Technologie

Ja, so können sie schon genannt werden. Selektives Lasersintern und selektives Laserschmelzen. Im ersten Fall ist die Erwärmungstemperatur der Metallpulverschicht niedriger als die Schmelztemperatur, es tritt ein Sintern der Partikel auf. Im zweiten Fall ist das Pulver vollständig geschmolzen. In diesen Bereichen präsentierten sowohl Giganten als auch Newcomer ihre Produkte auf der Formnext.


Concept Laser, Teil von GE, demonstrierte einen Drucker mit einer Arbeitsfläche von 1,1 x 1,1 x 0,3 m. Er heißt ATLAS, arbeitet mit einem Kilowattlaser und ist mit einem integrierten 3D-Scanner ausgestattet.


SLM Solutions zeigte den SLM 800 - eine Maschine mit einer Kamera von 500 x 280 x 850 mm. Bis zu vier parallel arbeitende Laser mit jeweils 700 W sowie die Möglichkeit zur Automatisierung der Produktionskette - manuelle Vorgänge vom Laden des Pulvers bis zur Reinigung des fertigen Teils sind ausgeschlossen. Eine bescheidenere Installation, der SLM 280, wurde auf Version 2.0 aktualisiert und ist jetzt mit einem oder zwei Lasern mit bis zu 700 W und einer Arbeitskammer von 280 x 280 x 365 mm ausgestattet. Optional ist eine automatische Pulverzuführung erhältlich.


Trumpf gab bekannt, dass sein TruPrint 5000 das schnellste Auto unter seinen Klassenkameraden ist. Sein Arbeitsbereich ist ein Zylinder mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 400 mm, drei Lasern zu je 500 W. Automatisierung des Transports des „Fasses“ zum und vom Arbeitsbereich zur Behandlungsstation.



SLM-Lösungen SLM 280 2.0

• Arbeitskammer: 280 x 280 x 365 mm.
• Schichtdicke: ab 20 Mikron.
• Wandstärke: ab 150 Mikron.

Originelle Lösungen


OR Laser bietet ORLAS Creator an , einen relativ kompakten Drucker mit einem Arbeitsbereich in Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 100 und einer Höhe von 110 mm. Diesmal zeigte Formnext seine Modifikation - ORLAS Creator Hybrid, ausgestattet mit einem dreiachsigen Fräser. Die Idee ist, die Außen- und Innenflächen des Teils alle 5-10 Schichten zu bearbeiten, was die Genauigkeit erheblich erhöht und die Notwendigkeit einer nachfolgenden Nachbearbeitung verringert.


Der Drucker von Aurora Labs, S-Titanium Pro , kann mit Sinter- und Schmelztechnologie arbeiten, aber die dritte Option ist interessanter - DED, Directed Energy Deposition. Die Idee des Verfahrens besteht darin, den Laserbetriebsbereich direkt mit Metallpulver zu versorgen. So können Sie beispielsweise Metall an ein Teil schweißen, um dessen Konfiguration zu ändern oder zu reparieren.


Xact Metal stellte die XM300 vor , eine neue Maschine mit einer Druckfläche von 254 x 330 x 330 mm, die mit zwei oder vier unabhängigen Lasern ausgestattet ist. Eine Besonderheit des Xact Metal-Ansatzes besteht darin, dass seine Drucker keine Spiegel verwenden, die von Galvanometern gesteuert werden. Die Bewegung des Spiegels erfolgt ähnlich wie die Bewegung des Kopfes in einem FDM-Drucker, und dies ist sofort ein Plus - der Laserstrahl ist immer senkrecht zur Oberfläche des Pulvers. Der zweite Vorteil sind die niedrigen Umsatzkosten. Der Hauptnachteil ist die Schwierigkeit, eine ausreichende Lasergeschwindigkeit zu erreichen. Hier hat Xact Metal eine Reihe von Know-how entwickelt, um mit der Konkurrenz mithalten zu können.


InssTek setzt auf DMT-Technologie, Direct Metal Tooling. Dies ist der kommerzielle Name für die DED-Implementierung. Unter dem Strich fließt Metallpulver in die Laserzone. So ist es nicht nur möglich, Teile zu „wachsen“, sondern auch vorhandene zu ändern, zu modernisieren oder zu reparieren, um den Verschleiß auszugleichen. Es bleibt hinzuzufügen, dass der hauptsächlich diskutierte InssTek MX-MINI- Drucker fünfachsig ist und eine funktionierende Kamera von 200 x 200 x 200 mm hat.


SPEE3D ging das Problem der Herstellung von Metallteilen aus einer unerwarteten Perspektive an. Der LightSPEE3D- Drucker verfügt über einen Manipulator mit sechs Achsen, der die Plattform für die Konstruktion bewegt, und eine feste Düse. Das Metallpulver in dieser Düse beschleunigt auf Überschallgeschwindigkeit und seine Partikel haften aufgrund von Verformung und Erwärmung beim Aufprall an der vorherigen Schicht. Der Ansatz ermöglicht es Ihnen, eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen - der Hersteller behauptet, dass die Maschine bis zu 100 Gramm Metallprodukte pro Minute bildet. Ein separates Plus ist die Arbeit mit Aluminium- und Kupferpulver.




Bei Verwendung eines Lasers zum Sintern oder Legieren eines Metallpulvers tritt ein Problem mit reinem Kupfer auf. Üblicherweise werden Laser mit einer Wellenlänge von ungefähr 1000 nm verwendet, und Kupfer reflektiert in diesem Bereich sehr gut. Das Fraunhofer ILT, noch keine kommerzielle Lösung, schlägt die Verwendung eines grünen Lasers mit einer Wellenlänge von 515 nm vor.

Automatisierung und Verfügbarkeit

Branchenriesen bewegen sich in Richtung einer Vergrößerung des Druckbereichs und einer stärkeren Automatisierung des Produktionsprozesses, und neue Akteure sind bestrebt, in den Markt einzutreten und Lösungen mit einigen einzigartigen Merkmalen anzubieten. Dies kann eine Auswahl an Verbrauchsmaterialien, eine hohe Geschwindigkeit bei der Herstellung von Teilen und eine flexible Bedienung sein. Und natürlich - der Preis. Es ist unmöglich zu sagen, dass in naher Zukunft jeder die Möglichkeit haben wird, mit Metall zu drucken, aber die zweistufige Herstellung von Produkten - Drucken und Sintern - sollte das Verfahren im Vergleich zu SLS und SLM wesentlich erschwinglicher machen.

Wenn Sie Geräte zum Bedrucken von Metallteilen benötigen, wenden Sie sich an den Top 3D Shop. Unsere Experten helfen Ihnen bei der Entscheidung für die Wahl der Produktionstechnologie und dann für Geräte, die zur Lösung Ihrer Probleme geeignet sind.

Wünschen Sie weitere interessante Neuigkeiten aus der Welt der 3D-Technologie?

Abonnieren Sie uns im sozialen Bereich. Netzwerke: