3D-Druck von hochpräzisen Metallobjekten

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Digital Metal, ein Unternehmen der Höganäs Group, einem führenden Hersteller von Pulvermetallen, kündigte heute die kommerzielle Produktion eines 3D-Metalldruckers für kleine und komplexe Komponenten an. Der DM P2500 verspricht, mithilfe eines eigens entwickelten speziellen Binder-Jetting-Verfahrens bislang unmögliche Druckvorgänge möglich zu machen - sowohl in der Serienfertigung als auch in der individuellen Maßfertigung.

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Digital Metal, ein Unternehmen der Höganäs Group, einem führenden Hersteller von Pulvermetallen, kündigte heute die kommerzielle Produktion eines 3D-Metalldruckers für kleine und komplexe Komponenten an. Der DM P2500 verspricht, mithilfe eines eigens entwickelten speziellen Binder-Jetting-Verfahrens bislang unmögliche Druckvorgänge möglich zu machen — sowohl in der Serienfertigung als auch in der individuellen Maßfertigung.

Bereits seit vier Jahren fertigt Digital Metal mithilfe seiner firmeneigenen 3D-Drucktechnologie (ein sogenanntes Binder-Jetting-Verfahren) sowohl winzige maßgefertigte Objekte als auch hochpräzise kleine Komponenten in Mengen für Kunden in der Luft- und Raumfahrt, der Luxusgüterbranche, dem Dentalwerkzeugsektor und der Industrieanlagenfertigung. Digital Metal wird seine Fertigungsdienstleistung weiterhin anbieten, sein Geschäft gleichzeitig aber auch mit dem kommerziellen Vertrieb und der Lizenzierung seines neuartigen 3D-Metalldruckers erweitern. Das Unternehmen wendet sich damit zunächst an Schlüsselbranchen, die erheblich von der additiven Fertigung kleiner und komplexer Komponenten profitieren würden, darunter Automobilindustrie, Zahntechnik, Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt sowie Luxusmode.

3D-Metalldruck mit hoher Präzision

Mit dem DM P2500 sind komplexe Architekturen mit ansprechender Oberflächengüte in kleinem Maßstab möglich, ebenso wie bewegliche Teile innerhalb von Objekten wie Trillerpfeifen und unterschiedlich große Öffnungen in einem einzigen Drucklauf. Das Verfahren kann zudem an eine Vielzahl von Materialien angepasst werden, da die Wärmebehandlung (Sintern) nach dem Drucken erfolgt. Pulver, das vor dem Sintern entfernt wird, lässt sich wiederverwenden. Damit ist diese Technologie die nachhaltigste in der additiven Fertigung. Sie ermöglicht hohe Erträge mit geringem Ausschuss und sorgt damit für minimale Stillstandszeiten. Auch die bei anderen additiven Fertigungsprozessen vorkommende Degeneration des Pulvers gibt es nicht.

Der DM P2500 druckt kontinuierlich in Schichten von je 42 μm bei 100 Kubikzentimetern/Stunde, ohne dazu Stützstrukturen zu benötigen. Das verfügbare Druckvolumen beträgt 2’500 cm³. So können kleine Objekte in großen Mengen hergestellt werden (bis zu 50’000 Teile in einem Drucklauf) und zwar mit Formen, Geometrien und interner wie externer Oberflächenveredlung, die bisher noch nicht möglich waren. Der DM P2500 bietet eine Auflösung von 35 μm und eine durchschnittliche Oberflächenrauigkeit von Ra = 6 μm, bevor zusätzliche Bearbeitungsschritte erfolgen.

„Dank unsere Tradition, unserem Know-how und unserer Erfahrung im Bereich Pulvermetallurgie, kombiniert mit den vier Jahren Entwicklung, die in unserer bahnbrechenden Druckertechnologie stecken, sind wir dort erfolgreich, wo andere versagen. Mit dem DM P2500 bringen wir einen bewährten 3D-Metalldrucker auf den Markt, der die Kapazität besitzt, Objekte in großen Mengen mit einzigartiger Genauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit zu
produzieren – von Anfang an haben wir Einzelteile in großen Mengen geliefert“, erklärt Ralf Carlström, Geschäftsleiter von Digital Metal.

Potenzial noch nicht ausgeschöpft

„Die Geschäfte von Digital Metal haben sich seit der Unternehmensgründung Jahr um Jahr verdoppelt. Allerdings haben wir das Potenzial, das diese Technologie für Designer und Ingenieure bietet, noch lange nicht ausgeschöpft“, zeigt sich Ralf Carlström überzeugt. „Wir haben erlebt, wie relativ kleine (aber zuvor nicht umsetzbare) Veränderungen an der Innenstruktur von Komponenten zu einer 30-prozentigen Verbesserung der Produkteffizienz als Ganzes führten. Mit herkömmlichen Methoden wäre das nicht möglich gewesen. Wir denken, dass die Nachfrage nach unserer hochwiederholbaren und zuverlässigen Technologie enorm sein wird, wenn die Design- und Technik-Community erst einmal die Möglichkeiten erkundet hat und versteht, was mit ihr erreicht werden kann. Indem wir die Drucker kommerziell verfügbar machen, hoffen wir, diese Nachfrage zu fördern und zu
steigern.“

Im Maschinenbau, Modedesign und Luxusgütersegment

Einer von aktuell zwei DM P2500 außerhalb von Digital Metal wurde im Juni 2017 unter Lizenz im Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM) installiert, dem französischen Benchmark-Institut und technologischen Innovationsdrehkreuz für den Maschinenbau. Schon zwei Tage später begann die Produktion, die bereits außergewöhnlich konstante Ergebnisse aufweist. Der zweite Drucker wurde auf vertraulicher Basis an einen Weltmarktführer im Bereich Modedesign lizenziert. Die dort in Serie gefertigten Produktneuheiten sollen Ende dieses Jahres erhältlich sein.

Montfort, das Startup-Unternehmen für Luxusuhren, wandte sich ebenfalls an Digital Metal, um die Zifferblätter für seine von den Schweizer Alpen inspirierten Uhren zu drucken. Die 3D-Drucktechnik war die einzige Lösung, die Montfort ausreichend kreative Freiheit bot, um Zifferblätter mit einem Design herzustellen, das an die kristallinen Mineralienstrukturen von Felsen erinnert.

Carlström sagt: „Jetzt ist es an der Zeit, den Markt zu öffnen und es anderen Unternehmen und Herstellern zu ermöglichen, von unserer firmeneigenen Technologie und unserem Knowhow zu profitieren. Wir möchten in Bezug auf zukünftiges Produktdesign und Produktwartung ein Umdenken anstoßen – angefangen bei Designern, die sich mehr Freiheit wünschen, bis hin zu Branchen, die Ersatzteile horten, welche dann doch nicht zum Einsatz kommen. Schließlich können Objekte nun auf Abruf gedruckt werden, einzeln oder in Massenfertigung.“

Alles inklusive

Digital Metal liefert nicht nur den 3D-Drucker für Pulvermetalle, sondern auch die gesamte dafür erforderliche Ausrüstung. Darüber hinaus werden ein- und weiterführende Schulungen und Support angeboten, um den Kunden Produktivität und Leistung garantieren zu können. Den Vertrieb in Deutschland organisiert ein deutschsprachiges Team bei Digital Metal. Darüber hinaus sucht Digital Metal weltweit nach Partnern vor Ort, um den Vertrieb und Support des Produkts zu unterstützen. Das Unternehmen stellt von 26. bis 28. September auf der TCT Show in Birmingham, Großbritannien, sowie von 14. bis 17. November auf der formnext in Frankfurt, Deutschland, aus.

Technologievergleich

Digital Metal vergleicht in der unten stehenden Tabelle Additive Fertigungsprozesse (Additive Manufacturing, AM) wie SLM (Selective Laser Melting), EBM (Electron Beam Melting), DED (Direct Energy Deposition) und konventionelle Technik wie MIM (Metal Injection Molding) mit dem 3D-Druckverfahren von Digital Metal. Alle AM-Technologien haben ihre Vor-und Nachteile, weshalb jede Organisation überlegen muss, welche am besten den vorliegenden Anforderungen entspricht. Alle AM-Technologien eignen sich besonders für die Produktion von Prototypen oder Kleinserien. Soll die Stückzahl und damit die Produktivität erhöht werden, steigt auch der Energieverbrauch beim Schmelzen, was wiederum zu Abstrichen bei der Detailgenauigkeit und zu einer begrenzten Oberflächenauflösung führt. MIM lässt sich nur für 2D einsetzen und ist nur produktiv für sehr kleine Anwendungen. Im Vergleich bietet Digital Metal eine einzigartige Kombination, die hochpräzise Details, feine Oberflächen, Drucktoleranzen und hohe Produktivität von mehreren Teilen in einem einzigen Druck ermöglicht. Die Teile können dabei entweder einheitlich oder individuell gestaltet sein. 

 

Bild oben: Montfort, das Startup-Unternehmen für Luxusuhren, druckte die Zifferblätter für seine von den Schweizer Alpen inspirierten Uhren mit dem System von Digital Metal.

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