Der Forge1 von Raise3D ist ein professioneller großformatiger Metall-3D-Drucker und Teil der MetalFuse-Lösung des Unternehmens, die den Drucker (9.500 €), das Entbinderungsgerät D200-E und den Vakuumsinterofen S200-C mit einer Leistung von 1.500 ℃ umfasst.

Das MetalFuse-System druckt mit BASF Forward AM Ultrafuse Filament aus Edelstahl, wie die oben erwähnten Desktop-FDM-Drucker. Raise3D ist jedoch das erste Unternehmen, das eine komplette 3-teilige Lösung anbietet, so dass Sie Ihre Teile nicht an einen Drittanbieter zur Nachbearbeitung schicken müssen.

Raise3D gibt an, einen optimierten Arbeitsablauf für die hauseigene Produktion von Metallteilen anbieten zu können. Dazu gehört auch eine Software, die automatisch die Druckschrumpfung berücksichtigt, so dass die Endgröße nach dem Entbindern und Sintern exakt ist.

Der Forge 1 Drucker bietet einen Doppelextruder, eine automatische Druckbettnivellierung, einen Filamentsensor sowie einen Aktivkohle-HEPA-Filter.

Der Doppelextruder ist sehr praktisch beim Drucken mit dem BASF Ultrafuse Support Layer, dem zur „Schichtisolierung“ dienenden Aluminiumoxid-Material, das zurzeit nur in Europa zur Verfügung steht. Das bedeutet, dass abbrechbare Stützen als Trennschicht zwischen dem Träger und den Drucken nach dem Sintern möglich werden.

Raise3D platziert den Forge1 für die Produktion von Metallteilen in geringem Umfang für Endbenutzer. Die gedruckten Metallteile haben eine Dichte von 97 % Metall. Das Unternehmen kündigte kürzlich einen neuen Service an, mit dem Forge1-Besitzer Ihr 3D-Modelldesign validieren und optimieren lassen können, um sicherzustellen, dass es die besten Druck- und Nachbearbeitungsergebnisse erzielt.

BASF Ultrafuse 316L stainless kostet etwa 475 € pro Spule von 3.000 Gramm. Das 17-4 PH Edelstahl ist etwas preiswerter.

One Click Metal startete als Spin-off des namhaften Druckerherstellers Trumpf und hatte als Ziel, günstige und benutzerfreundliche Metall-3D-Druck-Systeme für Unternehmen zu produzieren, für die LPBF bis dahin noch Neuland war. Der One Click Metal funktioniert mit Kartuschen, um eine Verschmutzung durch Metallpulver zu eliminieren, und soll weniger Zubehör und Platz beanspruchen.

Er hat einen Bauraum von 150 x 150 x 150 mm, wird mit der MPrep-Software geliefert und soll zusammen mit der 3-in-1-Entpackstation MPure eingesetzt werden. Hier wird das Pulver vom Bauteil entfernt, gefiltert und das recycelte Pulver für die Wiederverwendung bereitgestellt. Das Kartuschensystem des 3D-Druckers und die Entpackstation sorgen für eine einfache, sichere und möglichst kontaktfreie Handhabung des Pulvers. Dank des seitlichen Anschlusses für einen Staubsauger können Sie das überschüssige Pulver effizient aus der Entpackstation entfernen. Der Drucker und die Entpackstation werden als ein Paket verkauft, das unter dem Namen Boldseries läuft.

Der Drucker MPrint+ kommt mit einem 200-Watt-Faserlaser, der einen Fokusdurchmesser von 45 μm erzeugen kann. Mit einer Scan-Geschwindigkeit von bis zu 3000 mm/s handelt es sich hier außerdem um ein recht schnell arbeitendes System.

Das Unternehmen Xact Metal mit Sitz in den USA hat drei 3D-Drucker mit LPBF-Technologie in seinem Programm, darunter der XM300G, der erst im September vorgestellt wurde und ab 2023 ausgeliefert wird.

Beim XM200G wurde ein Hochleistungs-Galvanometersystem integriert, bei dem der Laserstrahl über das Pulverbett fährt. Laut Unternehmen unterstützt diese Bauart unterschiedliche Laser und ermöglicht schnellere Druckzeiten.Bei dem Drucker können zwei Laser gleichzeitig zum Einsatz kommen. Eine Überlappungsfläche von 100 % mit einer Spot-Größe von 100 µm bzw. eine Überlappungsfläche von 66 % mit einer Spot-Größe von 50 µm sind wahlweise möglich. Dieses Multi-Laser-System ermöglicht noch höhere Druckgeschwindigkeiten.

Außerdem richtet sich der XM200G an Unternehmen, die erst in den Metall-3D-Druck einsteigen wollen und dabei verschiedene Anwendungsbereiche im Blick haben, darunter Produktentwicklung und Werkzeugbau. Die Maschine lässt sich für die verschiedenen Anwendungen sehr gut konfigurieren. Sie können zwischen 100-, 200- oder 400-Watt-Faserlasern auswählen. Um die Kosten zu begrenzen, werden manche Besonderheiten nur optional angeboten, wie beispielsweise die Handschuhbox zur besseren Handhabung des Pulvers und zusätzliche Sensoren zur Überwachung des Bauprozesses.

Aufgrund der großen Bandbreite bei der Laser-Spot-Größe (50 oder 100 μm) ist es möglich, bei einer Schichthöhe von mindestens 20 Mikron kleinste detailgenaue Teile herzustellen.

Mit einem Bauraum von 150 x 150 x 150 mm ist der XM200G eine relativ kleine Maschine. Der neue XM300G ist dagegen deutlich größer (300 x 300 x 350 mm) und mit sehr viel leistungsstärkeren 400W- bzw. 700W-Faserlasern ausgestattet.

Obwohl das Rapidia Conflux 1 gerade erst aus der Entwicklung kommt, ist es zu interessant, um es hier nicht zu erwähnen. Es verwendet ein wasserbasiertes pastenähnliches Material, das Metall- oder Keramikpulver beinhaltet. Die gedruckten Teile müssen vor dem Sintern keinen Entbinder-Prozess durchlaufen.

Der Conflux 1 von Rapidia ist für den Einsatz im Büro gedacht, ist einfach zu bedienen und bietet eine Sinter-Einheit sowie dazugehörige Software. Diese Maschine ist technisch betrachtet eigentlich gar kein FDM-Gerät, da kein Filament verwendet wird, aber dennoch basiert die Technologie auf einer Extrusion.Die Metallpaste ersetzt 98 % des Kunststoff-Bindemittels mit Wasser, das beim Drucken verdampft. Laut Rapidia können so Teile schneller und einfach über Nacht gesintert und fertiggestellt werden, da das sonst notwendige Entbindern wegfällt.

Der Conflux 1 ist mit einem Vakuumsinterofen gekoppelt und eine aktualisierte Version ist bald erhältlich. Der Ofen des Conflux 1 sintert einige gängige Metalle wie 316L in standardmäßigen Argongas, wodurch weitere Kosten eingespart werden. Dank seines Ofendesigns, bei dem die Wände heiß werden, ist er laut Angaben des Unternehmens auch viel energieeffizienter als typische Sinteröfen und verbraucht für einen Sinterzyklus nur 62 kWh. Neben Metall ist Gas der zweitgrößte Kostenfaktor bei den Verfahren, bei denen als Nachbearbeitung Sintern erforderlich ist.

Zu den kompatiblen Materialien gehören Edelstahl 316L, Edelstahl 17-4PH und Inconel 625. Rapida zufolge wird auch gerade an der Kompatibilität mit D2-Werkzeugstahl, Kupfer, zementiertem Wolfram-Carbid und Titan gearbeitet.

Mit seiner kompakten Grundfläche (es ist das kleinste Metall-3D-Drucksystem auf dieser Liste) und einem Slicer mit Drucker- und Druckverwaltungsfunktionen zielt der Markforged Metal X darauf ab, ein einfach zu bedienendes Gerät zu sein, das Ihnen Ihr fertiges Teil – vom Design bis hin zum voll funktionalen Metallteil – in nur 48 Stunden zur Verfügung stellen kann.

100% Metall

Markforged Metal X im Test: Blick auf die Specs

Beim Metall-3D-Druckprozess, der beim Markforged Metal X verwendet wird – Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM) –, kommt ein Kunststofffilament mit Metallkern zum Einsatz. Die resultierenden Teile durchlaufen dann in separat erhältlichen Workstations einen Debinding- und Sinter-Prozess.

Der Drucker (94.300 €) und die beiden Stationen zur Nachbearbeitung sind alles, was für den Metal X benötigt wird. Diese drei Teile ergeben in etwa einen Gesamtpreis von 151.500 €, wobei der Markforged-Support mit einem dreijährigen Erfolgsplan inklusive ist.

Das primäre metallische Ausgangsmaterial wird auch als Unterstützungsmaterial verwendet, wobei eine feine keramische Zwischenschicht zwischen Stütze und Teil gedruckt wird, um ein sauberes Ausbrechen nach dem Sintern zu gewährleisten. Mit dem Metal X lassen sich Teile mit proprietären Filamenten aus Edelstahl 17-4PH, Kupfer, Werkzeugstahl H13, Iconel 625 sowie aus den Werkzeugstählen A2 und D2 drucken.

Der Studio System 2 Metall-3D-Drucker von Desktop Metal extrudiert ein Metallfilament (in Form von Stäben), um die gewünschte Geometrie zu erzeugen (ähnlich wie der obige Markforged), aber er benötigt keinen Entbinderungsschritt (oder die dazugehörige Ausrüstung), um das Kunststoffbindemittel zu entfernen, das das Metallpulver in einem Filament hält, wenn er mit 316L-Edelstahl druckt. Die Drucke aus dem Studio System landen direkt im dazugehörigen Brennofen, der die Teile zuerst erhitzt, um alle Bindemittel von ihnen zu entfernen, und der dann beim Sintern die Temperatur fast bis zum Schmelzpunkt erhöht.

Desktop Metal verfügt über eine Technologie, die automatisch ein Falz in Stützstrukturen erzeugt, wodurch diese leichter abtrennbar sind. Der Falz wird mit einem Keramik-Schnittstellenmaterial mit neuer Rezeptur gedruckt, sodass die Strukturen leicht von Hand entfernt werden können.

Metalldruck, erschwinglich gemacht

Desktop Metal Studio System: Review the Specs

Die firmeneigene Software „Fabricate“ erleichtert Ihnen den Einstieg in den Druck von Metallteilen, indem sie viele der Schritte automatisiert. So wird zum Beispiel das Teil automatisch skaliert (um dem Schrumpfen beim Sintern entgegenzuwirken), automatisch so ausgerichtet, dass es ideal gedruckt und gesintert werden kann, und die abnehmbaren Stützelemente automatisch generiert. Dem Unternehmen zufolge müssen Sie lediglich Ihr Design hochladen und die Schritt-für-Schritt-Anweisungen auf der Benutzeroberfläche befolgen.

Der Studio System 2 ist ebenfalls mit proprietären Materialien kompatibel, darunter Werkzeugstahl H13, Edelstahl 17-4PH, Stahl 4140, Kupfer, Titan Ti64 und Werkzeugstahl D2, für die jedoch eine separate Entbinderstation benötigt wird. Bisher sind nur der Edelstahl 17-4PH, der niedrig legierte Stahl 4140, der Werkzeugstahl D2 sowie der Edelstahl 316L dafür geeignet, direkt nach dem Druck gesintert zu werden.

Der Studio System 2 von Desktop Metal ist im Gesamtpaket inklusive des Brennofens für etwa 105.000 € erhältlich.

Eplus3D bietet mittlerweile 12 industrielle Metall-3D-Drucker, die mit der Pulverbettfusion arbeiten. Da stellt sich doch die Frage: Wie viele Modelle benötigen Hersteller eigentlich? Das Unternehmen bietet eine überwältigende Auswahl an Bauräumen und Lasermengen. Das neueste Modell ist der im April veröffentlichte EP-M400. Er bietet eine variable einfach-, doppel-, oder quad-Laser-Ausstattung und verfügt über einen Bauraum von 405 x 405 x 450 mm.

Die kleinste Lösung zur Metallverarbeitung von Eplus3D ist der LBPF-Drucker EP-M150, der laut dem Unternehmen für die Serienfertigung von Dentalteilen, medizinische Implantate und die Materialforschung konzipiert ist. Das größte Modell des Herstellers ist der EP-M1550 mit einem Bauraum von 1558 x 1558 x 1100 mm.

Eplus3D gibt an, dass der EP-M150 kostengünstig im Betrieb ist, was für viele Käufer zwar nur eine untergeordnete Rolle spielt, sich aber unter dem Strich deutlich auswirken kann. Der Drucker verfügt über ein Pulverzufuhr- und ein Siebsystem, wodurch eine hohe Materialausnutzung, ein geringer Gasverbrauch (0,8 l/min) und eine dicht verschlossene Kammer, die Gaslecks minimiert, ermöglicht wird. Das Gerät verfügt zudem über eine aufgeräumte Benutzeroberfläche und verschieden Sicherheitstechnologien für spezialisierte Industriebranchen.

Das technische Beraterteam von Eplus3D hilft Ihnen bei der Auswahl des geeigneten Modells oder rät zur vertragsgebundenen Auftragsarbeit. Sie können Ihnen auch bei der Frage helfen, wie Sie die fortschrittliche additive Fertigung nutzen können, um völlig neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, die Effizienz Ihrer bestehenden Produktionen zu verbessern und Fertigungsinnovationen zu schaffen.

Das große deutsche Maschinenbau- und Technologieunternehmen Kurtz Ersa stieg 2021 mit der Alpha 140 in den 3D-Druckmarkt ein. Das Ziel bestand in der Vorstellung eines Einstiegs-Metall-3D-Druckers mit einfacher Bedienung bei geringen Betriebskosten für kleine und mittlere Unternehmen.

Mit dem offenen Perimetersystem können Sie Ihre eigenen Prozesse entwickeln und den Slicer an Ihre individuellen Anforderungen anpassen. Das Gerät ist mit einem 200 W fasergekoppelten Diodenlaser mit einem Fokusdurchmesser von 110 Mikron für feine Details und dünne Wandstärken ausgestattet.

Dank der geringen Stellfläche des Alpha können Sie Teile aus Edelstahl, Werkzeugstahl und Nickelbasislegierungen in jeder Werkstattgröße herstellen. Nach Angaben von Kurtz Ersa kann der Alpha 140 Metallteilstärken erreichen, die mit denen größerer LPBF-Maschinen vergleichbar sind, und hat eine Metallteildichte von bis zu 99,9%.

Ein optionaler laminarer Schutzgasdurchfluss schafft optimale Bedingungen für den Schutzgasschweißprozess und schützt gleichzeitig die Laseroptik. Außerdem gibt es eine proprietäre LMI SliceAM-Software, die sich in die CAD-Programme Autodesk Fusion 360 und Autodesk Netfabb integrieren lässt.

Während der Studio System 2 von Desktop Metal einen effizienten Weg zu Einzelanfertigungen von Metallteilen und maßgeschneiderten Werkzeugen bietet, bietet das Desktop Metal Shop System eine Skalierungsmöglichkeit, indem es die gebundene Metallablagerung durch Binder Jetting ersetzt, um einen schnelleren Durchsatz von Teilen zu ermöglichen – und das alles in einer bescheidenen, werkstattgerechten Form.

Das Desktop Metal Shop System wurde speziell für Maschinenwerkstätten entwickelt und ist in einer Vielzahl von Bauraumkonfigurationen (bis zu 12 Liter Fassungsvermögen) erhältlich. Es bietet die Möglichkeit, verschiedene Chargen von Teilen in einzelne Druckzyklen zu gruppieren – werkzeuglos – und das gesamte Teilevolumen innerhalb einer typischen Schicht abzuarbeiten.

Das Shop System verwendet Desktop Metals hauseigene Methode des Binder Jetting, bei der in einem einzigen Durchgang etwa 70.000 Düsen Bindertröpfchen auf die speziellen Metallpulver des Unternehmens auftragen. Das Unternehmen behauptet, dass nach dem Sintern eine Oberflächengüte von bis zu 4 Ra Mikron möglich ist.

Das Unternehmen bietet auch eine größere Binder Jetting-Lösung an, das Production System, das nach Angaben des Herstellers mit der Single Pass Jetting-Technologie ausgestattet ist und die Geschwindigkeit erhöht.

Wenn Sie sich fragen, wie die drei auf dem Markt erhältlichen Binder Jetting Optionen im Vergleich zueinander abschneiden, finden Sie diesen im unten verlinkten Artikel.

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Binder Jetting Metal 3D Printing: Desktop Metal vs. HP vs. Markforged

Die offene Plattform des Produktionssystems erlaubt den Einsatz von kostengünstigen, ungleichmäßigen Pulvern, wie sie z.B. beim Metall-Spritzguss verwendet werden. Das bedeutet, dass die Hersteller weiterhin ihre bevorzugten MIM-Pulver verwenden oder vor Ort beziehen können. Die Druckparameter des Production System sind entsprechend angepasst.

Desktop Metal ist spezialisiert auf eine Vielzahl von Edelstählen, niedrig legierten Stählen, Werkzeugstählen sowie Kupfer, Nickellegierungen und Edelmetallen und kann mit Ihnen zusammen das Metall Ihrer Wahl bearbeiten.

Der Metall-3D-Drucker DMP Flex 100 von 3D Systems eignet sich für Neueinsteiger und bietet einen Bauraum von 100 x 100 x 90 mm und die Möglichkeit, Teile mit Überhängen bis zu 20 Grad ohne Stützelemente zu drucken. Eine Oberflächengüte von 5 Mikron sollte eigentlich bedeuten, dass nur ein geringer Nachbearbeitungsbedarf besteht. 3D Systems nennt seine Technologie „Direct Metal Printing“. Dabei wird jede Schicht direkt auf die vorherige geschmolzen, wodurch ein robustes und dichtes (bis zu 99 % Dichte) Teil entsteht.

Der 100-Watt-Faserlaser des Systems hat zwar eine geringere Leistung als die größeren Metall-3D-Drucklösungen der 3D-Systems-Reihe, ist aber leistungsstark genug, um viele der Metallpulver des Unternehmens zu verarbeiten, darunter auch viele Titanpulver.

Der DMP Flex 100 ist zugeschnitten auf Nischenanwendungen, die feine Details erfordern, und nutzt dedizierte Gasleitungen, um das Vakuum zu erreichen, das für den Druck mit den fertigungsoptimierten Pulvern von 3D Systems erforderlich ist. Dafür benötigt der Drucker jedoch unterstützende Strukturen, um dies zu vereinfachen.

Wenn Sie auf der Suche nach etwas mehr wie Einsteigermodellen sind, bietet 3D Systems auch noch fünf andere, größere Drucker sowie eine netzwerkgebundene Fabriklösung.

Das in Deutschland ansässige Unternehmen Trumpf hat 2019 den TruPrint 1000 LPBF für die Fertigung kleiner industrieller Teile auf den Markt gebracht. Seitdem wurden einige Änderungen an diesem Drucker vorgenommen, jedoch blieb der Name ständig derselbe.

Die „nächste Generation“ des TruPrint 1000 setzt mehrere Laser auf der gesamten Fläche ein und verfügt über eine, wie das Unternehmen es nennt, „völlig neu gestaltete Homogenität des Gasstroms“. Außerdem passt der Drucker jetzt auch durch einen Standard-Türrahmen. Trumpf gibt an, dass dieser Drucker primär auf die Dentalindustrie abzielt.

Die beiden 200-Watt-Faserlaser scannen gleichzeitig den Bauraum des Druckers, was laut Trumpf im Vergleich zu anderen Geräten zu bis zu 80 % mehr Produktivität führen kann. Ein Überwachungssystem des Pulverbetts analysiert jede Schicht, um eine maximale Qualität der Teile zu gewährleisten. Eine geneigte Neubeschichtung beschleunigt den Pulverauftrag, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit weiter erhöht und die Teilekosten gesenkt werden.

Ebenfalls neu ist die faszinierende Multiplatten-Option, mit der große Mengen hergestellt werden können. Der Bauzylinder kann optional bis zu vier Substratplatten unterbringen, sodass die Substratplatte ohne Unterbrechung des LMF-Prozesses automatisch gewechselt werden kann. Sobald der erste Bauauftrag abgeschlossen ist und der nächste gestartet wird, leistet die Maschinensoftware vollautomatische Unterstützung. Abgeschlossene Bauaufträge werden in einem Überlauf gesammelt.

Der TruPrint 1000 kann amorphe Metalle verarbeiten. Mit diesen Materialien können Teile mit hoher Elastizität und Korrosionsbeständigkeit hergestellt und gleichzeitig die Dicke der Wände reduziert werden. Dadurch wird die Produktionszeit und das Gewicht des fertigen Teils verringert.

Trumpf hat noch sieben weitere Metall-3D-Drucker in verschiedenen Größen und mit verschiedenen Kapazitäten im Portfolio. Der TruPrint 1000 Green Edition verfügt über einen grünen Laser, mit dem reflektierende Materialien, wie Kupfer und Kupferlegierungen, verarbeitet werden können. Weitere Geräte des Unternehmens sind in Sachen Leistungsstärke und Produktionskapazität noch mehr auf die Massenfertigung ausgerichtet.

Optomec ist einer der am schnellsten wachsenden Hersteller von Metall-3D-Druckern und bietet die LENS-Serie von 3D-Druckern mit Directed Energy Deposition (DED) für die Herstellung und Reparatur von Metallkomponenten an.

LENS steht für „Laser Engineered Net Shaping“ und ist Optomecs Antwort auf das DED-Verfahren, bei dem Laser und pulverförmige Metalle, Legierungen, Keramiken oder Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen. Die atmosphärenkontrollierten, mehrachsigen Systeme verfügen optional über hybride CNC-Funktionen.

Die kleinste der fünf DED-Maschinen von Optomec ist die CS250, die mit einem 500 bis 2000 W starken Faserlaser und einem neuartigen Front-Pulverladesystem ausgestattet ist, das mit allen gängigen Legierungen, einschließlich Stahl, Titan und Aluminium, kompatibel ist.

Während das CS250 auf Universitäten und Forschungseinrichtungen ausgerichtet ist, bieten die LENS 860 Werkzeugmaschinensysteme ein größeres Bauvolumen und höhere Leistung für die additive und hybride Metallverarbeitung. Das LENS 860 System ist ideal für den Bau, die Reparatur oder die Beschichtung mittelgroßer bis großer Teile.

Desktop Metal hat die Metall-Binderjet-Technologie und die patentierten Materialien seines engsten Konkurrenten ExOne mit der Übernahme des Unternehmens im Jahr 2021 erhalten. Mittlerweile haben diese Geräte diverse Upgrades erhalten, ebenso wie neue Namen: InnoventX, X25Pro und X160Pro. ExOne war einer der Pioniere bei der Kommerzialisierung des Binder Jetting für Metall vor fast zwei Jahrzehnten.

Die X-Serie unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht von den Shop- und Production-Systemen von Desktop Metal. Die Geräte der X-Serie können alle Keramikpulver wie Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid, sowie Sand, „Verbundpulver“ und Metallpulver verarbeiten.

Die X-Serie verfügt über das, was das Unternehmen als Triple ACT (Advanced Compaction Technology) bezeichnet. Dabei handelt es sich um eine zum Patent angemeldete Methode zum Auftragen, Verteilen und Verdichten von Metallpulvern während des Druckvorgangs. Laut Hersteller können die Systeme der X-Serie Maßtoleranzen von weniger als 1% erreichen. Im Vergleich dazu, das Production System bietet eine Maßtoleranz von ±2.0%.

Ein weiterer Unterschied zwischen der X-Serie und den Shop Systems besteht in den Druckköpfen. Das Shop System verwendet einen preiswerteren Thermodruckkopf, während die Drucker der X-Serie und des Production Systems Piezo-Druckköpfe besitzen. Laut Desktop Metal können Piezo-Druckköpfe eine höhere Auflösung, längere Haltbarkeit sowie mehr Leistungs- und Materialauswahl bieten. Die Drucker der X-Serie verfügen auch nicht über eine inerte Umgebung wie das Production System.

Der InnoventX ist das für die Ausbildung von Studenten, die Forschung im Labor oder den Einstieg in die Anwendungsentwicklung bestimmte Gerät des Herstellers. Das InnoventX könnte als Vorstufe zum X25 Pro oder dem X160Pro betrachtet werden. Seine Druckgeschwindigkeit beträgt lediglich 54 cm3/h.

Der Industriegigant GE bietet derzeit fast ein ganzes Dutzend Metall-3D-Drucker an – mehrere EBM-Geräte von Arcam und vier Geräte aus der LPBF-Familie – und entwickelt aktuell ein Binder-Jetting-Gerät, das nioch irgendwann im Jahr 2023 veröffentlicht werden soll.

GE nennt seine Technologie zwar „Direct Metal Laser Melting“ (DMLM), aber im Prinzip ist das nichts anderes als die LPBF-Technologie.

Die Palette der LPBF-Geräte von Concept Laser reicht vom kleinsten Einzellaser Mlab R (90 x 90 x 80 mm) bis zum riesigen Doppellaser X Line 2000R (800 x 400 x 500 mm). Der Mlab R kann eine beeindruckende Liste reaktiver und nicht reaktiver Materialien verarbeiten und produziert vollständig dichte Teile mit einer Oberflächenbeschaffenheit, die glatter als die meisten anderen ist. Der geringe Bauraum ist für die Forschung, die Herstellung von Prototypen und von Edelmetallteilen konzipiert. Die Modularität der Baukammer ermöglicht schnelle und effiziente Materialwechsel und die halbautomatische Siebstation ermöglicht die Wiederverwendung des Pulvers. Der Mlab 200R verfügt über einen leistungsstärkeren Laser (200 W) und einen größeren Bauraum (100 x 100 x 100 mm).

GE ist vor allem für seine EBM-Geräte bekannt, die in der Medizin für orthopädische Implantate und in der Luft- und Raumfahrt für Teile wie Turbinenschaufeln weit verbreitet sind. Bei den EBM-Geräten von Arcam werden dimensional akkurate Teile schnell und effizient hergestellt, und zwar mit einem leistungsstarken Elektronenstrahl, der für eine hohe Schmelzkapazität und Produktivität steht.

Der RenAM 500 von Renishaw legt den Schwerpunkt auf die Produktivität. Er baut auf dem etablierten Angebot des Unternehmens an Metall-3D-Druckern auf, die ihre Produktivität mit je vier 500-Watt-Lasern erhöhen, die jeweils das gesamte Bauraumvolumen abdecken können. Dadurch ist der RenAM 500 in der Lage, das Sintern von gesamten Schichten schneller als Einzellasersysteme durchzuführen, wodurch die Produktivität erhöht und folglich die Kosten pro Teil gesenkt werden.

Er verfügt über ein automatisches oder flexibles Pulver- und Abfallhandling. Die flexible Variante ermöglicht es Ihnen, das Pulver selbst zu wechseln, während das automatisierte System die Sicherheit des Bedieners gewährleistet und den Zeitaufwand für den Betrieb und die Wartung der Maschine durch Rückführung reduziert. Ein „intelligentes“ Durchflusssystem reduziert sowohl den Argonverbrauch als auch die Emissionen.

Der RenAM 500 bietet einen typischen Bauraum von 245 x 245 x 335 mm (substratabhängig) und kann je nach den zu druckenden Formen und anderen Materialvariablen etwa 150 cm³ pro Stunde produzieren. Die RenAM-500-Reihe ermöglicht die Herstellung von Komponenten mit mehr als 99,9 % Dichte, so das Unternehmen.

Markforged zählt zu den führenden Herstellern von 3D-Druckern, die sowohl für Metall als auch für Polymere die Extrusionstechnologie nutzen. Um jedoch in den Bereich Binder Jetting zu expandieren, übernahm das Unternehmen 2022 den schwedischen Metall Binder Jetting Hersteller Digital Metal.

2023 benannte Markforged den Digital Metal Binder Jet Drucker in Markforged PX100 um. Er ist in zwei Größen erhältlich.

Laut dem Unternehmen wurde der PX100 ursprünglich entwickelt, um zu beweisen, dass mit Binder Jetting hochwertige Teile hergestellt werden können, und nicht als kommerzielles Gerät, und war daher ein wenig übertechnisiert. Doch diese Technik hat zu einer Präzision und Qualität der Teile geführt, die sie laut Markforged von der Konkurrenz abhebt.

Die Basis des Geräts bildet eine Granitplatte, die zur Stabilisierung und Vermeidung von Vibrationen während des Drucks benötigt wird. Dadurch wiegt der PX100 beinahe das Doppelte anderer Binder Jetting Geräte. Er verfügt außerdem über leichtgängige Linearmotoren und Luftlager, was laut Markforged zu einer hohen Präzision und einer statischen Genauigkeit von unter 1 Mikrometer führt.

Die Binder Jetting-Lösung des Unternehmens ist auf die Herstellung großer Chargen kleiner und komplizierter Metallteile ausgerichtet. Mit ihrem Bauraum von 250 × 217 × 186 kann sie größere Teile herstellen, aber die Kunden haben sich für diese Lösung entschieden, weil sie Hunderte oder sogar Tausende von kleinen Teilen in einem Arbeitsgang herstellen kann, z. B. Zifferblätter und medizinische Instrumente.

Markforged hat das gesamte Ökosystem an Zubehör für Pulverentfernung und Pulvermanagement im Angebot, sowohl manuelle als auch automatische Versionen.

Da die Technik weder Wärme noch einen Aushärtungs- oder Trocknungsschritt erfordert, gibt es kein langwieriges Abkühlen oder Aufheizen, und die Zeit zwischen den einzelnen Chargen kann bis auf 15 Minuten reduziert werden.

Das kleinste LPBF-Gerät von EOS ist jetzt der M 290, der im Jahr 2014 auf den Markt gebracht wurde. Das Unternehmen stellte die Produktion des kleineren M 100 im Jahr 2022 ein und schuf damit vermutlich den neueren Start-ups Platz in der Einstiegskategorie mit geringer Wattleistung. Und warum auch nicht? Mit seinen drei größeren Maschinen M 300, M 400 und M 400-4 ist EOS bei Produktionsfertigungs- und 3D-Druck-Dienstleistungsunternehmen gut aufgestellt. Bei den größeren Maschinen liegt der Schwerpunkt auf höherer Produktivität mit größeren Bauräumen und mehr Lasern.

Der M 290 ist mit einem 400-Watt-Faserlaser ausgestattet und kann damit feine Metallpulver schmelzen und miteinander fusionieren. Der kleine Laserpunkt (100 μm) ermöglicht eine hohe Auflösung und ist damit ideal für geometrisch komplexe Metallteile. Er ist mit nahezu 30 Materialien kompatibel, darunter Kupfer, Edelstahl und Titan.

Eine aufgerüstete Version des 290 ist bei der EOS Tochter Additive Manufacturing Customized Machines erhältlich. Dieses Gerät verfügt über noch mehr Laserleistung, wodurch sich ihm weitere Materialoptionen eröffnen. Tatsächlich zählen die AMCM-Maschinen zu den hochspezialisierten Metall-3D-Druckern auf dem Markt, die Teile für den CERN-Teilchenbeschleuniger und Brennkammern für das E-2-Raketentriebwerk von Launcher herstellen.

EOS bietet eine beeindruckende Auswahl an Materialien mit mehr als 20 Legierungen und 70 validierten „Prozessen“ oder Druckereinstellungen, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Das Metallportfolio umfasst Aluminium, Kobalt-Chrom, Nickellegierungen, hochschmelzende Metalle, Edelstähle, Werkzeugstähle und Titan.

HP Additive – ja, es handelt sich hier um einen Produktionszweig eben jenes Unternehmens HP, das 2D-Drucker, Laptops und die innovativen Polymer-3D-Drucker produziert – hat im September 2022 einen neuen und verbesserten Metall-3D-Drucker auf den Markt gebracht. Er heißt Metal Jet S100 und wurde für die industrielle Herstellung von Metallteilen entwickelt.

2018 stieg der Hersteller mit einigen hochkarätigen Produktionsanwendungen in die Metall-Jetting-Technologie ein (Volkswagen, Cobra Golf). Eine kommerzielle Einführung der Maschine fand zu dem Zeitpunkt aber noch nicht statt. Stattdessen wurde mit ausgewählten Unternehmen aus unterschiedlichen Branchen kooperiert und Betatests wurden für neue Besonderheiten und Prozesse durchgeführt, bevor es dann zur endgültigen Markteinführung des S100 kam.

Der Metall-3D-Drucker HP S100 setzt Binder-Jetting-Technologie ein. Es handelt sich hier um ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein flüssiges Bindemittel in winzigen Tröpfchen schichtweise auf das pulverförmige Material aufgetragen und dann zu einem festen, komplexen Körper geformt wird. Im weiteren Bauprozess verbinden sich die gedruckten Schichten miteinander und bilden eine Box mit Pulver, in der das Bauteil in der gewünschten geometrischen Form entsteht. Dieser Vorgang ist ähnlich wie beim MJF-Drucker von HP (aber nicht identisch), wobei jedoch ausschließlich Metallpulver eingesetzt wird, und hier insbesondere Edelstahle (316 L und 17-4PH).

Je nach Anforderungen bietet das Binder-Jetting-Verfahren im Vergleich zum klassischen Metallpulverspritzguss und anderen Metall-3D-Drucktechnologien eine Reihe von Vorteilen. Die Technologie brilliert ganz besonders in Hinblick auf Druckgeschwindigkeit und Auflösung, da Druckköpfe in der Regel schneller arbeiten als Laser- oder Elektronenstrahlen. Auch die Materialkosten sind beim Binder Jetting deutlich günstiger, da die gleichen handelsüblichen Metallpulver wie beim Spitzgussverfahren eingesetzt werden.

Mithilfe eines thermischen Tintenstrahls wird ein HP-Bindemittel präzise auf ein pulverbeschichtetes Metallbett aus branchenüblichen Standardmaterialien aufgetragen. So erzeugt der Metal Jet Grünteile mit 99 Volumenprozent Metall. Dies verkürzt auch die Zeit bis zum fertigen Bauteil, da die Notwendigkeit fürs Entbindern drastisch abnimmt. Danach müssen die fertig gedruckten Bauteile nur noch entpulvert werden und können dann direkt im Ofen gesintert werden, bevor weitere Veredelungsschritte folgen.

Metal Jet S100

Is HP Now Revolutionizing Metal 3D Printing, Too?

Es scheint, als konnte HP die typischen Risiken beim Drucken im Metallpulverbett dank der integrierten Plattform ausschalten. Dafür muss man aber wohl in sieben oder acht weitere Teile für die Ausrüstung investieren Das Pulver wird in der Pulver-Management-Station gemischt und gesiebt (ein großer Teil davon kann für die nachfolgenden Drucke wiederverwendet werden) und anschließend dann in die Baueinheit geladen, bevor es zum 3D-Drucker bewegt wird. Nach dem Drucken wird die Baueinheit zur Aushärtungsstation und anschließend zur Pulverentfernungsstation befördert. Zu diesem Zeitpunkt ist das Bauteil fertig und kann in jedem branchenüblichen Sinterofen gesintert und, falls nötig, maschinell bearbeitet oder veredelt werden. HP plant, den eigentlichen Metal Jet für rund 378.000 € zu verkaufen.

Das in Deutschland ansässige Unternehmen SLM Solutions, wurde im Januar 2023 vom japanischen Produktionsgiganten Nikon übernommen und bietet eine breite Palette von LPBF-Maschinen an. Die kleinste davon ist die SLM 125, eine kleine Maschine, die es in sich hat. Der 400 Watt starke Faserlaser bietet laut Hersteller mehr Power als andere Drucker in vergleichbarer Größe, wodurch der Pulververbrauch um bis zu 80 % gesenkt werden kann. SLM positioniert den Drucker als Gerät, das sich perfekt für die Forschungsarbeit und zur Herstellung von geringen Stückzahlen eignet.

Der Drucker kann sowohl reaktive als auch nicht reaktive Metallpulver verarbeiten und das Wechseln der Materialien geht aufgrund der wenigen pulvertranspotierenden Komponenten schnell und einfach von der Hand. Mithilfe der Laserstärke- und Schichtkontrollsysteme werden diese beiden Faktoren konstant und genau überprüft, wodurch Fehler verhindert werden. Der 125 x 125 x 125 mm große Bauraum ist ausreichend für den einmaligen Druck von Teilen und Prototypen, die mit einer Vielzahl von Materialien gedruckt werden können, darunter Edelstahl, Aluminium und Titan. Forschungsinstitute und Teilehersteller, die für ein kleines Gerät mit jeder Menge Power suchen, sollten den SLM 125 nicht ausschließen.

Eine tolle Funktion dieses Geräts von SLM Solutions ist die Möglichkeit, den Produktionsprozess direkt auf die riesige Produktpalette des Unternehmens auszuweiten. Das Unternehmen hat so ziemlich für jedes Produktionsiveau ein Gerät parat; als neuestes Beispiel hierfür ist der extrem große Industriedrucker NXG XII 600, der spät im Jahr 2020 veröffentlicht wurde. Dessen zwölf 1.000-Watt-Laser und der 600 x 600 x 600 mm große Bauraum bieten nicht nur viel Platz, sondern auch viel Geschwindigkeit. Das Unternehmen behauptet sogar, dass dieser Drucker der schnellste SLM-Metall-3D-Drucker ist, der auf dem Markt verfügbar ist.

Der Velo3D Sapphire ist ein „Next Gen“-Metall-3D-Drucker und zeichnet sich als Volumenproduktionssystem mit dem Vorteil des stützfreien 3D-Drucks und einem ein Meter hohen Bauraum aus. Der Sapphire nutzt in seinem 315 x 312 x 1.000 mm großen Bauraum zwei 1-Kilowatt-Laser und kann mit Aluminium F357, Inconel IN718, Ti 6Al-4V (Grad 5) und Hastelloy (einer Legierung aus Nickel, Chrom, Eisen und Molybdän) C22 und X drucken. Seit Kurzem ist auch der Druck mit dem plus nickelbasierten Superlegierungspulver Amperprint 0233 Haynes 282 möglich.

Für Velo3D bedeuten stützfreie Formen, dass mit dem Sapphire Drucke mit Überhängen von null Grad erzielt werden können – also im Prinzip flache Oberflächen auf der horizontalen Ebene. Der Drucker bringt nicht nur eine Zeitersparnis bei der Nachbearbeitung der Drucke mit sich, er kann auch interne Kanäle und Volumina realisieren, ohne Stützstrukturen dabei berücksichtigen zu müssen. Somit kann er Formen drucken, die sonst nahezu unmöglich wären.

Velo3D hat auch den neuen 3D-Drucker Sapphire XC im Angebot, wobei das XC für „Extra Capacity“ (also „zusätzliche Kapazität“) steht. Und der Name ist Programm: Der Sapphire XC kann laut Hersteller im Vergleich zu seinem Vorgänger mit einer fünfmal höheren Produktion glänzen und hat 75 % geringere Kosten pro Teil. Der XC besitzt einen Bauraum von 600 (ø) x 550 mm und hat acht Laser.

Farsoon, der große chinesische Hersteller von 3D-Druckern, zielt darauf ab, mit einer Fülle an verschiedenen Druckergrößen alle Bedürfnisse im Metall-3D-Druck abzudecken. Der kleinste 3D-Drucker in ihrem Portfolio ist der FS121M. Dieses flexible und offene System ermöglicht Ihnen die Auswahl verschiedener Laserpunktgrößen, unterschiedlicher Neubeschichtungsklingen und diverser Pulver. Das Unternehmen hat ein 8 x 1000W Lasergerät im Angebot und bereitet die Veröffentlichung eines 16-Laser-Geräts für 2024 vor.

Das Einstiegsmodell FS121M verfügt über einen einzelnen Yb-Faserlaser mit 300 W oder 500 W und eine Inertgaszufuhr. Überdimensionierte Schutzfiltersysteme sorgen für eine sichere Umgebung für das Produkt und Ihre Mitarbeiter.

Das Gerät ist für die Dentalindustrie sowie für Forschung und Entwicklung konzipiert. Zu den Materialien gehören 316L, 17-4PH, Maraging-Stahl, HX, Cu, CuSn10, CoCrMoW und CoCrMo.

Der größere FS273M Laser-Pulverbett-Fusion-3D-Drucker von Farsoon (275 × 275 × 355 mm) verfügt über zwei Faserlaser (2 × 500 W) oder einen einzelnen 500-W-Faserlaser. Das Design seines Recoaters ermöglicht eine schnellere Geschwindigkeit und eine stabilere Pulverzufuhr während des gesamten Herstellungsprozesses. Er verfügt über eine vorgewärmte Grundplatte, herausnehmbare Überlaufbehälter und einen Reservepulvervorrat, der für einen kompletten Bau ausreicht.

Die Geräte von Farsoon sind Systeme mit offener Plattform, was bedeutet, dass alle Geräteparameter für den Benutzer freigeschaltet sind und eine offene Materialpolitik besteht.

Der französische 3D-Drucker-Hersteller AddUp hat seinen LPBF-Drucker, den FormUp 350, 2021 auf den Markt gebracht. Es handelt sich hier um einen modular aufgebauten, produktionsorientierten 3D-Drucker. Er ist mit einem System für die Materialhandhabung ausgestattet, bei dem das Pulver in einer inerten Atmosphäre gelagert, bewegt, zurückgewonnen und gesiebt werden kann. Somit ist der Anwender keinen Dämpfen und Schmelzrückständen ausgesetzt.

Der FormUp 350 ist die einzige Maschine auf dem Markt, die über ein austauschbares Beschichtungssystem verfügt. Wählen Sie das Pulverbeschichtungssystem aus, das am besten zur Fertigung Ihres Unternehmens passt: ein Schaber-System für maximale Produktivität oder ein Roller-System für verbesserte Oberflächenveredelung. Mithilfe des bidirektionalen Beschichtungssystems kann das Pulver außerdem bis zu 40 % schneller verteilt werden. Laut Hersteller kann man zwischen vier 500-Watt-Faserlasern auswählen, die jeweils die gesamte Oberfläche der Plattform abdecken. Dies soll einen größeren Freiraum bei der Druckvorbereitung gewährleisten. AddUp bietet nahezu ein Dutzend verschiedener Metallpulver.

Laut Angaben des Herstellers ist die Zeit zwischen den einzelnen Produktionsläufen auf maximal eine Stunde oder weniger beschränkt, da der FormUp 350 für Produktionsanwendungen mit hohen Stückzahlen konzipiert wurde. Ein Kühlsystem an der Z-Achse der Maschine senkt die Temperatur der Plattform zum Ende der Produktion, damit die Teile schneller entnommen werden können (Abkühlung innerhalb von 2 Stunden von 200 °C auf 65 °C im Vergleich zu 12,5 Stunden ohne aktives Kühlen).

Mit seinem großzügigen Bauraum von 350 x 350 x 350 mm und den vielen Besonderheiten, die für die gewerbliche Produktion ausgelegt sind, bietet der FormUp 350 offene Parameter, mit denen Sie ihn entsprechend Ihrer Anforderungen anpassen können.

DMG Mori fing 1948 als Werkzeughersteller in Deutschland an. Inzwischen ist das Unternehmen gewachsen und bietet eine große Bandbreite von Werkzeugmaschinen zum Drehen, Fräsen und Schleifen an – und eine Reihe von hochgelobten Metall-3D-Druckern. Die DED-Drucker mit Hybridlaser des Herstellers punkten mit schneller Metallfertigung mittels DED-Technologie und bieten gleichzeitig die Feineinstellungsoptionen von CNC-Maschinen.

Der Lasertec 12 SLM ist ein 3D-Drucker mit Pulverbettfusionsverfahren, der mit einem 200-W- bzw. optional mit einem 400-W-Laser ausgestattet ist und einen Bauraum von 125 x 125 x 200 mm bietet.

Die Schichthöhe kann auf nur 20 Mikron eingestellt werden. Außerdem brüstet sich DMG Mori als offene Plattform damit, dass Sie alle Parameter nach Ihren Wünschen einstellen und nahezu jedes Metallpulver einsetzen können.

Das automatisierte rePlug-Pulvermodul verfügt über eine integrierte Pulverwiederaufbereitung für maximale Effizienz und höchste Arbeitssicherheit dank geschlossenem Materialkreislauf.

Der Lasertec 30 Dual SLM ist größer und mit zwei 600-W-Lasern ausgestattet.

BLT (Bright Laser Technologies) ist der Gigant aus China unter den Herstellern von Metall-3D-Druckern. Das Unternehmen hat zwölf Metall-3D-Drucker-Modelle in seinem Sortiment, bei denen das pulverbettbasierte Laserschmelzverfahren LPBF (Laser Powder Bed Fusion Technology) eingesetzt wird, und bietet sehr umfangreiche Metalldruckdienstleistungen, den Verkauf von Metallpulver und technisches Know-how als Service an. BLT unterstützt eine Vielzahl von global agierenden Herstellern mit Logistikzentren in China. Die Drucker des Unternehmens werden in großem Umfang im Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie im Medizinbereich eingesetzt, und auch bei der Werkzeugherstellung.

Der S210 ist der kleinste LPBF-Drucker des Unternehmens und hat einen Bauraum von 105 x 105 x 200 mm. Er verfügt über einen 500-W-Laser, Echtzeitüberwachung und ein modulares Design. Der S210 läuft auf der Software Materialise Magics sowie auf den herstellereigenen Programmen BLT-BP und BLT-MCS. Was die Materialien angeht, so können beim S210 Titan- und Aluminiumlegierungen, Superlegierungen, Kobalt-Chrom-Legierungen, Edelstähle, Werkzeugstähle, Kupfer, Wolfram, Tantal und Magnesiumlegierungen eingesetzt werden.

Die anderen Drucker von BLT sind größer und komplexer. Sie bieten einen größeren Bauraum, verschiedenste Laser mit höherer Wattzahl, bidirektionale Abstreichklingen sowie weitere serienreife Besonderheiten, damit Sie große Chargen Ihrer Metalldrucke überwachen und nachverfolgen können.

Der S310 gilt als Aushängeschild des Herstellers. Er kommt mit einem oder zwei 500-W-Lasern und wartet mit einem Bauraum von 250 x 250 x 400 mm auf.