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Der ultimative Leitfaden für großen Metall-3D-Druck

Großer Metall-3D-Druck küpfer Wärmetauscher

In den letzten Jahren hat der Großer Metall-3D-Druck im Bereich der additiven Fertigung zunehmend an Bedeutung gewonnen. Ich kann große 3D-Drucke aus Aluminium, Kupfer und Inconel erstellen.
Vor allem im industriellen Bereich revolutioniert er das Fertigungssystem für viele Teile, indem er die Herstellungsverfahren für bestimmte Teile verbessert. Er wird auch in der Luftfahrt (Turbinenschaufeln, Triebwerkskomponenten, Strukturteile), im Design (Möbel, Kunstwerke, Dekoration), in der Automobilindustrie (Motorenteile, Fahrgestelle, Karosserien), im Bauwesen (Balken, Fassaden, Treppen) und in der Beschilderung (Paneele) eingesetzt.

Grund, warum Sie Großer Metall 3D-Druck?

Mit großen 3D-Drucken ist es möglich, jedes beliebige Objekt in realer Größe zu entwerfen, ohne echte Einschränkungen. Diese Art des Druckens bietet viele Vorteile gegenüber maschinell gefertigten Teilen, sowohl für Metalle als auch für Polymere, was sie zu einer sehr attraktiven Technologie für viele industrielle Anwendungen macht.

Kostenreduzierung: Der Großer Metall 3D Druck Maßstab ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung von Teilen als herkömmliche Fertigungsverfahren wie Gießen oder Bearbeiten. Die Technologie senkt auch die Kosten für Design, Prototyping und Tests und ermöglicht so die schnelle und kostengünstige Produktion von funktionalen Teilen.

Schnelle Produktion: Das 3D-Druck-Rapid-Prototyping-Verfahren dauert in der Regel nur wenige Tage, im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die viel länger dauern. Eine schnellere Markteinführung geht Hand in Hand mit geringeren Kosten, die mit langen Designzyklen verbunden sind.

Individualisierung und Flexibilität: Die additive Fertigung in großem Maßstab bietet eine außergewöhnliche Designflexibilität und ermöglicht die Herstellung von maßgeschneiderten Teilen, die den spezifischen Kunden- oder Anwendungsanforderungen entsprechen. Die Technologie ist auch in der Lage, komplexe Teile mit geometrischen Formen herzustellen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer zu realisieren sind.

Abfallreduzierung: Der 3D-Großdruck reduziert den Produktionsabfall, da nur so viel Material verwendet wird, wie für die Herstellung eines Teils erforderlich ist. Dadurch werden auch die Umweltauswirkungen der Teileproduktion verringert. Der Drucker ermöglicht auch die Verwendung von wiederverwertbaren Materialien und senkt so die Produktionskosten.

Verbesserung der Qualität: Die gedruckten Teile bestechen durch ihre Leichtbauweise. Bei der Produktion kann bis zu 85% weniger Material eingesetzt werden. Die Teile können dann teilweise nachbearbeitet werden, um eine bessere Oberflächengüte, höhere Präzision und bessere mechanische Festigkeit zu erreichen.

Directed Energy Deposition Verfahren

Die am besten geeignete Drucktechnik für den Großformatdruck ist das DED-Verfahren (Directed Energy Deposition). Bei dieser Technik wird eine Wärmequelle verwendet, um pulverförmige Materialien zu verschmelzen und auf ein Substrat aufzubringen. Es funktioniert mit fast allen Metallen, die sich durch konzentrierte Energieabscheidung schweißen lassen. Dazu gehören Titan und Titanlegierungen, Inconel, Tantal, Wolfram, Niob, rostfreier Stahl, Aluminium usw. Mit Hilfe der DED-Technologie konnte MX3D eine einzigartige Brücke mit großer geometrischer Komplexität im Herzen von Amsterdam herstellen. Die Struktur wurde durch den 3D-Druck aufeinanderfolgender Schichten aus geschmolzenem Stahldraht mit einem Roboterdrucker erstellt, wodurch teure Formen oder Schablonen überflüssig wurden. Dieses beeindruckende Beispiel zeigt, dass dieDED-Technologie in der Lage ist, komplexe und einzigartige Edelstahlstrukturen für die Architekturbranche zu erstellen.

Großer Metall-3D-Druck DED 3D printing

DED 3D printed by rpm-innovations

Powder Bed Fusion Verfahren

Der Großformatdruck funktioniert jedoch auch mit anderen Drucktechnologien. Der 3D-Drucker X Line 2000R zum Beispiel ist ein Großformatdrucker, der für den Druck von Metallen konzipiert wurde. Er bietet eine große Produktionskapazität mit einem Bauvolumen von 800 x 400 x 500 mm. Dies ist ein großer Metall-3D-Druck.
Dadurch können große Teile in einem einzigen Druckvorgang hergestellt werden, was die Anzahl der für die Fertigstellung eines Projekts erforderlichen Druckvorgänge reduziert. Der X Line 2000R-Drucker verwendet die Powder Bed Fusion (PBF)-Technologie, um Teile mit hoher Genauigkeit herzustellen. Er ist in der Lage, mit einer Vielzahl von Materialien zu drucken, z. B. Aluminium, Titan, Edelstahl, Kupfer usw. So können die Benutzer das Material wählen, das für ihre Anwendung am besten geeignet ist.

Für die Herstellung großer Teile durch additive Fertigung können verschiedene andere Verfahren eingesetzt werden. Die Wahl der Verfahren hängt vom Bedarf und der erforderlichen Festigkeit ab. Dazu gehören der 3D-Druck von Harzen (SLA, Polyjet, DLS), der 3D-Druck von Kunststoffen (Drahtabscheidung, SLS oder selektives Lasersintern) und der 3D-Druck von Metallen (Binderspritzen, selektives Laserschmelzen, Lasersintern).

Großer Metall-3D-Druck küpfer Wärmetauscher

Beamler SLM 3D printed copper heat exchanger

Des Gießens und des Großformatdrucks vergleichen

Wenn wir die verschiedenen Technologien des Gießens und des Großformatdrucks vergleichen, können wir einige Unterschiede feststellen. Was die Kosten betrifft, so kann der 3D-Druck billiger sein als das Gießen, da keine teuren Spezialwerkzeuge erforderlich sind.

In Bezug auf die Materialvielfalt ermöglicht der 3D-Druck die Verwendung einer Vielzahl von Materialien, wie z. B. metallische, polymere oder keramische Werkstoffe, während das Gießen oft auf geschmolzene metallische Werkstoffe beschränkt ist.

Schließlich können mit beiden Verfahren qualitativ hochwertige Teile hergestellt werden, aber der 3D-Druck bietet eine höhere Qualität in Bezug auf Präzision und Oberflächengüte, insbesondere bei komplex geformten Teilen.

Heute ist es möglich, Teile mit einem Druckvolumen von bis zu 1 Kubikmeter herzustellen. Das größere Druckvolumen von 3D-Druckern eröffnet neue Möglichkeiten für die Produktion großer Teile, die Massenproduktion, die Herstellung von Prototypen in Originalgröße, die Produktion von Teilen für die Industrie, die Architektur und die Luft- und Raumfahrt und bietet größere Designfreiheit und geringere Produktionskosten.

Verfahren 3D Druck metall

Technische Herausforderungen

Heute ist es möglich, Teile mit einem Druckvolumen von bis zu 1 Kubikmeter herzustellen. Das größere Druckvolumen von 3D-Druckern eröffnet neue Möglichkeiten für die Produktion großer Teile, die Massenproduktion, die Herstellung von Prototypen in Originalgröße, die Produktion von Teilen für die Industrie, die Architektur und die Luft- und Raumfahrt und bietet größere Designfreiheit und geringere Produktionskosten

Zukunft für großen Metall 3D-Druck

In den kommenden Jahren wird es in der 3D-Druckindustrie weiterhin viele Entwicklungen geben. Die Palette der verfügbaren Materialien wird ständig erweitert, wobei Materialien wie Beton für architektonische Anwendungen hinzukommen. Dies ist besonders nützlich für die Herstellung großer Strukturen wie Wände, Säulen, Fassaden oder sogar ganzer Gebäude. Auch die Vielfalt an festeren Materialien, Verbundwerkstoffen, biologisch bedruckbaren Materialien und recycelbaren Werkstoffen nimmt zu. Diese Materialien bieten neue Möglichkeiten in Bereichen wie der Industrie, der Medizin und der Umwelt. Die Automatisierung ist ein wichtiger Aspekt des großformatigen 3D-Drucks und wird immer häufiger eingesetzt. Automatisierte 3D-Drucker können so programmiert werden, dass sie Teile in Serie produzieren, was die Produktionszeiten verkürzt und erhebliche Vorteile für die industrielle Produktion mit sich bringt.

Fazit für großen Metall 3D-Druck

Es ist möglich, dass sich die Größe der 3D-Druckerbetten in Zukunft weiterentwickeln wird. Derzeit gibt es bereits 3D-Drucker, die Teile von mehreren Metern Länge, Breite oder Höhe herstellen können. Die Zunahme des Druckvolumens führt jedoch auch zu technischen und logistischen Veränderungen. Der Platzbedarf wird immer größer, denn die großformatigen 3D-Drucker sind schon jetzt imposant. Es müssen neue Wege für den Transport dieser Drucker gefunden werden. Außerdem wird es notwendig sein, robustere Teile zu verwenden, um immer schwerere Lasten zu tragen. Alternativ können Teile, die größer sind als das Druckvolumen, durch Zusammenbau hergestellt werden. Dazu wird das Teil in mehreren Teilen gedruckt, wobei darauf geachtet wird, dass die Abschnitte unter Berücksichtigung der Beschränkungen des 3D-Drucks hergestellt werden.