Mikro-Teile
Diese können mit verschiedenen 3D-Drucktechnologien hergestellt werden. Es ist wichtig, sich mit den einzelnen Verfahren vertraut zu machen, um die bestmögliche Wahl treffen zu können.
Diese Verfahren können in direkte und indirekte Verfahren unterteilt werden. Direkte Verfahren zeichnen sich durch einen einstufigen Produktionsprozess aus. Sie haben den Vorteil einer schnellen Produktionszeit und einer hohen Wiederholbarkeit. Allerdings verbrauchen sie viel Wärme und die hergestellten Teile haben eine geschweißte Struktur. Die indirekten Verfahren beruhen auf einem zweistufigen Produktionsprozess. Sie haben den Vorteil einer hohen Produktivität und einer Qualitätskontrolle der hergestellten Teile (dank der Nachbearbeitung des Drucks). Die Prozesskette ist jedoch komplex und birgt auch das Risiko der Schrumpfung.
Technologien für den Druck von Metall
Micro Laser Powder Bed Fusion (M-LPBF)
Micro Laser Powder Bed Fusion (M-LPBF) ist eine fortschrittliche 3D-Drucktechnologie, bei der ein Laser zum Schmelzen und Verschmelzen von Metallpartikeln verwendet wird, um dreidimensionale Objekte herzustellen. M-LPBF ist eine Art der Direkttechnologie.
Das M-LPBF-Verfahren beginnt mit der Erstellung eines 3D-Modells, das dann an einen 3D-Drucker gesendet wird. Dieser Drucker verwendet eine Zwischenschicht, die mit einer dünnen Schicht Metallpulver überzogen ist. Dann wird ein Laser auf die Oberfläche dieser Schicht gerichtet, der die Metallpartikel dort schmilzt und verschmilzt, wo sie für die Erstellung des 3D-Modells benötigt werden. Anschließend wird die Druckplattform um einige Mikrometer abgesenkt, und eine weitere Schicht Metallpulver wird gleichmäßig darauf verteilt. Der Druckvorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das Objekt fertiggestellt ist.
M-LPBF hat mehrere Vorteile gegenüber anderen 3D-Drucktechnologien. Es ermöglicht die Herstellung von Teilen mit sehr präzisen Formen und hoher Oberflächenqualität. Durch den Einsatz eines leistungsstarken, hochpräzisen Lasers ist M-LPBF ideal für den Druck kleiner, komplexer Teile mit hoher Maßgenauigkeit und Toleranzen. Außerdem ist es im Vergleich zu anderen 3D-Drucktechnologien relativ schnell, was es zu einer idealen Wahl für die Produktion von Kleinserien oder Prototypen macht. Es handelt sich jedoch um eine teure Technologie, deren ordnungsgemäße Anwendung spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten erfordert.
Cold Metal Fusion (CMF)
Cold Metal Fusion (CMF) ist eine 3D-Drucktechnologie, bei der Metallpulver und eine spezielle Druckmaschine verwendet werden, um 3D-Modelle herzustellen. Es handelt sich um eine Zwischentechnologie.
Der CMF-Druckprozess beginnt mit der Vorbereitung eines 3D-Modells, das dann an einen 3D-Drucker geschickt wird. Der Drucker verfügt über einen Druckkopf, der eine dünne Schicht Metallpulver auf ein flaches Substrat sprüht. Dann wird das Metallpulver mit Hilfe eines Lasers oder anderer Energie an bestimmten Stellen verschmolzen, um das 3D-Modell zu erstellen. Sobald die erste Schicht verschmolzen ist, wird das Substrat ein Stück abgesenkt, und eine weitere Schicht Metallpulver wird gleichmäßig über die vorherige Schicht verteilt. Der Druckvorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis ein vollständiges 3D-Modell entstanden ist.
CMF hat mehrere Vorteile gegenüber anderen 3D-Drucktechnologien. Es handelt sich um ein schnelles und präzises 3D-Druckverfahren, das Modelle mit sehr hoher Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit erzeugt. Darüber hinaus ist CMF relativ kostengünstig und einfach zu bedienen, so dass es sich ideal für Unternehmen und Privatpersonen eignet, die Metallteile in kleinen bis mittleren Auflagen herstellen wollen. Allerdings reagiert der Druckprozess empfindlich auf Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, was die Qualität und Genauigkeit des 3D-Modells beeinträchtigen kann.
Lithography-based Metal Manufacturing (LMM)
Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) ist eine andere Bezeichnung für eine 3D-Drucktechnologie, die auch als Direct Metal Writing (DMW) bekannt ist und ein fotolithografisches Verfahren zur Herstellung von 3D-Modellen aus Metall verwendet. Es handelt sich um eine direkte Technologie, d. h., das Modell wird direkt aus dem Ausgangsmaterial gedruckt.
Das LMM-Druckverfahren beginnt mit der Vorbereitung eines 3D-Modells auf einem Computer. Dieses Modell wird dann an einen 3D-Drucker geschickt, der mit einem speziellen Druckkopf ausgestattet ist. Der Kopf enthält ein Metallpulver, das gleichmäßig auf einer flachen Oberfläche, dem Drucktisch, verteilt wird. Sobald das Pulver verteilt ist, strahlt der Druckkopf UV-Licht aus, das das Pulver dort aushärtet, wo es benötigt wird, um die erste Schicht des 3D-Modells zu bilden. Sobald die erste Schicht ausgehärtet ist, senkt sich der Drucktisch um ein kleines Stück und eine weitere Schicht Metallpulver wird gleichmäßig über die vorherige Schicht verteilt. Der Druckvorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das komplette 3D-Modell fertiggestellt ist.
LMM hat mehrere Vorteile gegenüber anderen 3D-Drucktechnologien. Es handelt sich um ein schnelles und präzises 3D-Druckverfahren, das Modelle mit sehr hoher Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit erzeugt. Darüber hinaus ist LMM relativ kostengünstig und einfach zu bedienen, so dass es sich ideal für Unternehmen und Privatpersonen eignet, die kleine bis mittlere Serien von Metallmodellen herstellen möchten.
Metal Binder Jetting (MBJ)
Metal Binder Jetting (MBJ) ist eine der inkrementellen Technologien, die zur Herstellung dreidimensionaler Modelle aus Metall verwendet werden. MBJ ist eine indirekte Technologie.
Das MBJ-Druckverfahren beginnt mit der Vorbereitung eines 3D-Modells auf einem Computer. Dieses Modell wird dann an einen 3D-Drucker geschickt, der mit einem speziellen Druckkopf ausgestattet ist. Dieser Kopf enthält Metallpulver, das gleichmäßig auf einer flachen Oberfläche, dem Drucktisch, verteilt wird. Sobald das Pulver verteilt ist, stößt der Druckkopf Klebstofftröpfchen aus, die das Pulver dort binden, wo es benötigt wird, um die erste Schicht des 3D-Modells zu bilden. Sobald die erste Schicht fixiert ist, senkt sich der Drucktisch um ein kleines Stück und eine weitere Schicht aus Metallpulver und Klebstoff wird gleichmäßig über die vorherige Schicht verteilt. Der Druckvorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das 3D-Modell fertiggestellt ist.
Sobald das Modell gedruckt ist, wird es einem Sinterprozess unterzogen, bei dem das Metallpulver in einem Ofen auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Pulverpartikel allmählich zu einem einheitlichen Metallteil verschmelzen. Durch diesen Prozess erhält das gedruckte Teil seine endgültige Form und seine physikalischen Eigenschaften.
MBJ hat mehrere Vorteile gegenüber anderen 3D-Drucktechnologien. Es handelt sich um ein schnelles und genaues 3D-Druckverfahren, das die Herstellung von Modellen mit sehr hoher Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit ermöglicht. Darüber hinaus ist MBJ relativ t
METShape
METShape ist der Partner von 3D Center für den 3D-Metalldruck. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die additive Fertigung auf Basis von gesinterten Klein- und Mikro-Metallteilen. Es wurde 2019 gegründet und aus der Hochschule Pforzheim ausgegliedert. Die Idee zur Gründung des Technologie-Start-ups entstand im Rahmen eines Forschungsprojekts zum Recycling von Seltenerdmagneten, bei dem die Lithography-based Metal Manufacturing (LMM) Technologie entwickelt wurde. Diese Technologie ermöglicht das Drucken von hochpräzisen Metallteilen mit einer außergewöhnlich guten Oberflächenqualität. Inzwischen hat MetShape ein einzigartiges Prozess-Know-how entwickelt und sich vor allem auf den Sinterprozess konzentriert, so dass es neben der Produktion von Teilen mit der LMM-Technologie auch Dienstleistungen anbietet.
Dank des einzigartigen Sinter-Know-hows bietet MetShape im Vergleich zu anderen 3D-Druck-Dienstleistern, die sich auf Prototypen und Einzelteilfertigung spezialisiert haben, qualitativ hochwertige, fertige Bauteile, die in Serienanwendungen eingesetzt werden können. Darüber hinaus bietet MetShape seinen Kunden, die andere sinterbasierte additive Fertigungstechnologien verwenden, die Möglichkeit, ihre Teile in hoher Qualität zu sintern.
Wenn Sie mehr über das Unternehmen und seine Möglichkeiten zum Drucken von Mikroteilen erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen die Lektüre der Broschüre, die Sie hier herunterladen können.
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