Metall-3D-Druck-Dienstleistungen: DMLS und SLM für funktionale Metallteile

Der 3D-Druck von Metallen - insbesondere Pulverbettschmelzverfahren wie das Direkte Metall-Lasersintern (DMLS) und das Selektive Laserschmelzen (SLM) - hat sich über das Prototyping hinaus zu einer vollständigen Produktion entwickelt. Halterungen für die Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate, kundenspezifische Werkzeuge und komplexe Hydraulikverteiler, die auf andere Weise nicht hergestellt werden können, werden heute routinemäßig additiv gefertigt. Wenn man weiß, wann und wie man 3D-Druckdienste für Metalle einsetzt, können Ingenieure und Beschaffungsteams bessere Beschaffungsentscheidungen treffen.

Was ist Metall-3D-Druck?

Der 3D-Druck von Metall bezieht sich auf eine Familie von additiven Fertigungsverfahren, bei denen Metallpulver mit Hilfe eines Hochleistungslasers oder Elektronenstrahls Schicht für Schicht zu festen Teilen verschmolzen wird. Im Gegensatz zur CNC-Bearbeitung, bei der Material von einem festen Block abgetragen wird, wird bei der Metall-AM nur dort Material hinzugefügt, wo es benötigt wird:

• Komplexe Geometrie: Interne Kanäle, Gitterstrukturen und organische Formen, die nicht bearbeitet werden können
• Gewichtsreduzierung: Topologie-optimierte Designs entfernen Material aus wenig beanspruchten Bereichen und reduzieren das Gewicht um 30-60%
• Teilweise Konsolidierung: Mehrere Baugruppen können als ein einziges Stück gedruckt werden, wodurch Befestigungselemente und Verbindungen entfallen
• Schneller Werkzeugbau: Kundenspezifische Metallvorrichtungen und Einsätze können innerhalb von Tagen statt Wochen gedruckt werden

Primäre Metall-3D-Druckverfahren

DMLS (Direktes Metall-Laser-Sintern)

Beim DMLS wird Metallpulver mit einem Faserlaser knapp unter seinem Schmelzpunkt gesintert. Das Pulver schmilzt nicht vollständig - die Partikel werden eher durch Diffusion als durch vollständiges Verschmelzen miteinander verbunden. Dieses Verfahren:

• Arbeitet mit einer Vielzahl von Metallen: Edelstahl, Werkzeugstahl, Aluminium, Kobalt-Chrom, Inconel, Titan
• Erzielt Dichten von 96-99% theoretischer Dichte
• Geeignet für Funktionsteile mit guten mechanischen Eigenschaften
• Standard DMLS-Auflösung: 20-50 Mikrometer Schichtdicke

SLM (Selektives Laserschmelzen)

SLM schmilzt Metallpulver vollständig zu einem dichten Teil. Da das Pulver während der Verarbeitung vollständig geschmolzen wird, erreicht SLM:

• Theoretische Dichte von 99,95%+ (nahezu volle Dichte)
• Hervorragende mechanische Eigenschaften, insbesondere für ermüdungskritische Anwendungen
• Besser für hochfeste Legierungen wie Titan und Inconel
• Erfordert eine präzisere Prozesssteuerung als DMLS

EBM (Elektronenstrahlschmelzen)

Verwendet einen Elektronenstrahl in einem Vakuum, um Metallpulver zu schmelzen. EBM eignet sich besonders für Titanlegierungen, die in der Luft- und Raumfahrt und für medizinische Implantate verwendet werden:

• Vakuumumgebung verhindert Oxidation während der Verarbeitung
• Hoher Prozentsatz
  

  
  

  niedrige Temperaturen reduzieren Eigenspannungen

• Titan-Teile benötigen keine Stützkonstruktionen aufgrund des Pulverbett-Trägers
• Höherer Durchsatz als bei laserbasierten Verfahren für große Titanteile

Verfügbare Metallmaterialien

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3D-Metalldruck vs. CNC-Bearbeitung

Der 3D-Druck von Metall und die CNC-Bearbeitung bedienen unterschiedliche Nischen. Keines ersetzt das andere - sie ergänzen sich.

• Wählen Sie den 3D-Druck von Metall, wenn: Das Teil hat eine komplexe innere Geometrie (Kanäle, konforme Kühlung), Sie müssen das Gewicht durch Gitterstrukturen reduzieren, das Design ist topologieoptimiert, Sie benötigen schnelle Werkzeugeinsätze oder das Teil konsolidiert mehrere Baugruppen
• Wählen Sie die CNC-Bearbeitung, wenn: Sie brauchen enge Toleranzen (Metall-AM erreicht +/-0,1-0,2 mm, CNC erreicht +/-0,01 mm), Sie brauchen eine glatte Oberfläche, die Teilegeometrie ist einfach, oder Sie brauchen hohe Stückzahlen zu niedrigen Stückkosten

Unsere 3D-Druckfähigkeiten für Metall

Wir arbeiten mit zertifizierten Metall-AM-Dienstleistern zusammen, um diese Leistungen anbieten zu können:

• Design für AM-Konsultation: Wir helfen Ihnen bei der Optimierung Ihres Teiledesigns für die additive Fertigung, einschließlich der Optimierung der Topologie und der Planung der Stützstruktur.
• Anleitung zur Materialauswahl: Abstimmung der Legierungseigenschaften auf Ihre Anwendungsanforderungen und Ihr regulatorisches Umfeld
• Koordinierung der Nachbearbeitung: Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung, EDM, CNC-Bearbeitung und Dienstleistungen
• Qualitätsdokumentation: Materialzertifikate, Maßberichte und Prozessdokumentation für Luft- und Raumfahrt und medizinische Anwendungen