Die industrielle Fertigung hat sich mit dem Aufkommen der additiven Fertigungstechnologien aus Metall erheblich verändert. Mit verschiedenen 3D-Druckverfahren für Metalle lassen sich hochkomplexe und präzise Komponenten effizient herstellen. Darüber hinaus weisen die Endteile eine glattere Oberfläche auf.
Bei der herkömmlichen subtraktiven Fertigungsmethode wird Material aus einem festen Block entfernt. Bei der additiven Fertigungstechnik werden massive Metallteile aus einer CAD- oder digitalen 3D-Datei hergestellt. Mit dem 3D-Metalldruckverfahren lassen sich leichte Teile mit komplizierten Designs herstellen. Außerdem führt dieses hochmoderne dreidimensionale Druckverfahren zu einer Verringerung des Abfalls.
Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie ein 3D-Druckverfahren wie das metal binder jetting Metallpulver in feste Objekte verwandelt. Hier sind die wichtigsten Schritte des additiven Metallherstellungsprozesses.
Entwurf eines virtuellen 3D-Modells
Das 3D-Druckverfahren für Metall beginnt mit dem Entwurf eines 3D-Modells des Endprodukts oder der Komponente mithilfe von CAD-Software. Das virtuelle Modell zeigt die genauen Spezifikationen und die Geometrie des endgültigen physischen Objekts. Das Verfahren der additiven Fertigung von Metallen bietet Designern und Ingenieuren ein Höchstmaß an Freiheit. So können diese Fachleute die detaillierten internen Facetten am besten nutzen.
Das Slicing ist der Schritt, den sie nach der Fertigstellung des Designs des endgültigen massiven Objekts durchführen. Die entsprechende Software kann das digitale dreidimensionale Modell in mehrere horizontale dünne Schichten zerlegen. Jede Schicht stellt einen einzelnen Querschnitt des endgültigen Objekts dar. Das 3D-Druckverfahren für Metall wird durch die Schichten, die die Hauptbausteine bilden, problemloser.
Auswahl der Materialien
Bei der additiven Fertigung von Metallen wird eine breite Palette von Metallpulvern verwendet, die sich in Partikelgröße und Eigenschaften unterscheiden. Die Auswahl der Materialien richtet sich nach dem erwarteten Gewicht, der Festigkeit, der Korrosionsbeständigkeit und den funktionalen Anforderungen des Endprodukts.
Titanlegierungen sind ideal für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt und in der Automobilindustrie. Aluminium eignet sich für leichte Teile, und Edelstahl wird zur Herstellung medizinischer Implantate verwendet. Das Metallpulver wird einer strengen Qualitätskontrolle unterzogen. Das einzige Ziel besteht darin, die Verteilung und die Fließfähigkeit von Partikeln gleichmäßiger Größe zu gewährleisten.
Die Experten bestätigen auch, dass keine unerwünschten Elemente oder Verunreinigungen vorhanden sind. Bei bestimmten Verfahren muss das Metallpulver vorlegiert oder vorgewärmt werden, um die Eigenschaften für den 3D-Druck zu optimieren.
3D-Druckverfahren für Metall
In der industriellen Fertigung sind mehrere Metall-3D-Druckverfahren üblich. Jedes hat seine eigenen Vorteile. Hier sind einige beliebte additive Fertigungsverfahren.
- Binder Jetting
Eine der modernsten 3D-Drucktechnologien ist das Binder Jetting. Die Herstellung einer breiten Palette von Metallkomponenten mit hochkomplexen Designs ist denkbar einfach. Mit einem 3D-Drucksystem, das mit dieser Technologie ausgestattet ist, lassen sich nicht nur Einzelteile herstellen, sondern auch Großserien.
Der Druckkopf enthält anstelle von Tinte eine spezielle Metallpulver-Bindemittelflüssigkeit. Durch die Flüssigkeit, die als Bindemittel dient, wird die Verfestigung der Pulverschicht ermöglicht. Die Bildung mehrerer fester Schichten führt zur Fertigstellung des endgültigen Objekts oder Teils. Nutzen Sie das fortschrittlichste System für hochauflösenden Druck, erstklassige Geschwindigkeit, Präzision und Kosteneffizienz.
- Gerichtete Energieabscheidung
DED ist ein effektives additives Fertigungsverfahren, bei dem eine konzentrierte Energiequelle genutzt wird. Vor der Abscheidung schmilzt ein Elektronenstrahl oder ein Hochleistungslaser das Ausgangsmaterial (Metallpulver oder Draht).
Das Metall-Spritzgießen ist eine Technik der Metal Injection Molding, bei der Metallpulver mit einem Bindemittel gemischt wird, um das Ausgangsmaterial zu erzeugen. Das Schmelzen und das schichtweise Auftragen erfolgen gleichzeitig und führen zur Herstellung des gewünschten Objekts.
Nachbearbeitung
In dieser Phase werden die vorübergehend verwendeten Strukturen entfernt. Diese Strukturen sind vor allem für integrierte Merkmale und Überhänge erforderlich. Fachleute setzen verschiedene mechanische Techniken wie Wasserstrahlschneiden oder maschinelle Bearbeitung ein, um diese Stützen zu entfernen.
Das fertige 3D-gedruckte Objekt wird weiteren Nachbearbeitungsprozessen unterzogen. Die Oberflächenbearbeitung trägt zur Verbesserung der Ästhetik des Teils bei, und die Wärmebehandlung verbessert die mechanischen Eigenschaften. Außerdem lässt sich die strukturelle Integrität durch zerstörungsfreie Prüfungen leichter überprüfen.
Strenge Qualitätskontrolle
Eine strenge Qualitätskontrolle ist während des gesamten additiven Fertigungsverfahrens ein Muss. Experten helfen bei der Prüfung des rohen Metallpulvers und überwachen die Parameter des 3D-Druckverfahrens. Sie sind hervorragend in der Lage, das fertige Objekt mechanisch und auf seine Abmessungen hin zu prüfen. Sogar das Aufspüren von Unstimmigkeiten oder internen Fehlern ist durch CT-Scans oder Röntgenaufnahmen möglich.
Was macht die additive Fertigung aus Metall so begehrt?
- Additive Fertigungstechniken für Metall rationalisieren den Prozess der Herstellung von Objekten mit komplizierten Geometrien und detaillierten Merkmalen.
- Der 3D-Druck von Metall trägt dazu bei, dass das fertige Objekt leichter und gleichzeitig leistungsfähiger wird, was bei Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie Kraftstoff spart.
- Mithilfe von Metall-AM-Verfahren können Prototypen in kürzester Zeit problemlos hergestellt werden.
- Durch die Möglichkeit, Entwürfe von vornherein digital zu erstellen, können Komponenten für verschiedene Anwendungen angepasst werden.
- Die additiven Fertigungsverfahren eignen sich hervorragend zur Abfallminimierung, da nur die erforderliche Menge an Material verwendet wird.
Die wichtigsten Schritte eines additiven Metallherstellungsverfahrens wurden bereits erwähnt. Diese 3D-Drucktechnologien werden sich in der kommenden Zeit erheblich weiterentwickeln. Wenden Sie sich an AMPIONEERS, um einen Hightech-3D-Drucker zu erwerben, der für die Herstellung von Metallteilen in hohen Stückzahlen bei gleichbleibender Druckqualität geeignet ist. Die AM-Experten bieten technologische Unterstützung während des gesamten Prozesses.
