Geschrieben am 17. August 2018 von Carrier Vibrating
Der 3D-Druck ist eine moderne Technologie, die die Welt und die Art und Weise, wie die Gegenstände, die wir jeden Tag benutzen, hergestellt werden, schnell verändert. Zu Beginn wurde der 3D-Druck nur für die Herstellung einfacher Kunststoffprototypen verwendet, die nicht für den endgültigen Gebrauch bestimmt waren, aber mit der Verbesserung der Technologie können nun auch endgültige, brauchbare Teile hergestellt werden. Eine der größten Hürden bei der Verwendung des 3D-Drucks zur Herstellung brauchbarer Endprodukte war die Möglichkeit, mit dem Drucker starke Metallobjekte herzustellen, was jetzt möglich ist.
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten für den 3D-Druck aus Metall, und es werden ständig neue Methoden entwickelt und verbessert.
Wachsausschmelzverfahren (Lost Wax Casting)
Eine der ersten Formen der Herstellung von Metallobjekten mit einem 3D-Drucker bestand darin, mit dem Drucker ein Wachsmodell zu erstellen und dieses Wachsmodell dann zur Herstellung eines Feingussteils zu verwenden. Der Drucker war in der Lage, komplizierte und detaillierte Modelle nach genauen Vorgaben zu erstellen und konnte mehrere Kopien gleichzeitig anfertigen. Auf diese Weise konnten komplizierte Entwürfe in Metall gegossen werden, die zuvor nicht ohne Weiteres möglich waren, und dieses Verfahren wird auch heute noch angewandt, wenn das Endprodukt aus Metall gegossen werden soll.
Bindemittel
Eine andere frühe Form des 3D-Drucks von Metallen verwendet ein Bett aus Metallpulver und eine Düse, die ein Bindemittel aufsprüht, ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker. Der Drucker sprüht das Bindemittel in die Form, die für die jeweilige Schicht des Drucks benötigt wird, dann verteilt eine Walze weiteres Metallpulver darauf und der Sprühkopf trägt die nächste Schicht des Bindemittels auf.
Sobald der Abdruck fertig ist, wird er aus dem Metallpulverbett genommen und überschüssiges Pulver entfernt. Dann wird der Abdruck entweder in ein anderes Metall eingebettet oder in einen Ofen gelegt, um das Pulver zusammenzuschmelzen. Ohne Nachbearbeitung sind diese Stücke in der Regel nicht so stabil wie ein gegossenes Objekt.
Filamente
Bei diesem Verfahren, das ähnlich wie 3D-Drucker mit Kunststofffilamenten arbeitet, werden Kunststofffilamente mit einer Metallfüllung verwendet. Der Kunststoff wird zusammengeschmolzen, um die Form zu bilden, bevor das Metall weggeschmolzen wird.
Eine neuere Methode dieser Technik wurde von der NASA entwickelt, bei der Metallfäden ohne den Kunststoff verwendet werden und ein Elektronenstrahl oder ein Laser zum Schmelzen und Zusammenschmelzen der Drähte eingesetzt wird, so dass ein festes Teil entsteht. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass keinerlei Materialabfälle anfallen und leichte und geometrische Formen geschaffen werden können, die dennoch sehr stabil sind.
Direkter Metall-Laser
Bei diesem Verfahren wird ebenfalls ein Metallpulverbett verwendet, aber anstelle eines auf die Oberfläche aufgesprühten Bindemittels wird ein Laser eingesetzt, um das Pulver in jeder Schicht zu schmelzen oder zu sintern, wodurch das Metallpulver zu einem festen Teil verschmilzt. Das Bett wird dann abgesenkt, und es wird mehr Pulver darauf geschichtet, damit der Laser die nächste Schicht erzeugen kann. Nach Abschluss des Drucks wird das überschüssige Metallpulver abgesaugt, die Metalldrucke werden gereinigt und gegebenenfalls nachbearbeitet oder wärmebehandelt.
Bei diesem Verfahren werden sehr stabile und haltbare Teile aus einer Vielzahl von Metallen hergestellt, einschließlich Legierungsmischungen des pulverförmigen Metalls. Diese Teile sind fester und dichter als gegossenes Metall, was bedeutet, dass sie sehr komplexe Formen haben können und leichter als herkömmliche Metallumformungsmethoden sein können.
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