Können Sie Metall in 3D drucken?

Der 3D-Druck hat sich von der frühen Stereolithographie zum selektiven Lasersintern und Elektronenstrahlschmelzen entwickelt. Die Technologie hat sich vom 3D-Druck von Kunststoffen auf Metalle, Keramik und biokompatible Materialien ausgeweitet. Herkömmliche Technologien können keine mehrdimensionalen Geometrien und Materialqualitäten wie der 3D-Metalldruck liefern. Metall-Laser-Direktsintern, Binder-Jetting und Direct Energy Deposition können Metall in 3D drucken. Jede Technik steuert Mikrostruktur, Porosität und Nachbearbeitung anders. Es erweitert die Möglichkeiten in der Luftfahrt, der Medizin und der Automobilindustrie.

Was ist 3D-Druck Metall?

Selektives Laserschmelzen oder Elektronenstrahlschmelzen wird beim 3D-Druck von Metall oder bei der additiven Fertigung eingesetzt. Metallpulver wird Schicht für Schicht mit Hilfe von Hochenergielasern oder Elektronenstrahlen geschmolzen. Im Gegensatz zu polymerbasierten FDM oder SLADer 3D-Druck von Metall erfordert eine Kontrolle der thermischen Gradienten, um Verformungen und Eigenspannungen aufgrund des hohen Schmelzpunkts und der Abkühlungsraten des Metalls zu vermeiden.

Metall-AM produziert Teile mit hoher mechanischer Festigkeit, Dichte und Geometrien, mit denen die alten subtraktiven Methoden Schwierigkeiten haben. In der Luft- und Raumfahrt werden leichte, kraftstoffeffiziente Turbinenschaufeln hergestellt. Im Gesundheitswesen nutzen maßgeschneiderte Titanimplantate seine Biokompatibilität und Passgenauigkeit. In der Automobilindustrie erleichtert es das Rapid Prototyping und die Produktion von Motorkomponenten.

Der Prozess: Vom Design zum Metall

STL-Dateien für den 3D-Druck wandeln CAD-Konstruktionen in triangulierte Oberflächen für die schichtweise Fertigung um. 3D-Scan- und Drucktechnologien, einschließlich Laser- oder strukturierter Licht-Scanner, erfassen Geometrien für das Reverse Engineering oder den kundenspezifischen 3D-Druck von Metall, um die Genauigkeit der Teile vor dem Druck zu optimieren. Für den Metalldruck schmelzen die Maschinen selektiv Metallpulver mit einem Laser. Dabei müssen Laserleistung, Scangeschwindigkeit und Schraffurabstände genau kontrolliert werden, um thermische Spannungen und Porosität zu vermeiden. Daher ist die Auswahl eines 3D-Druckers für den Metalldruck entscheidend. Unterschiede in der Energiedichte und der Bauatmosphäre wirken sich auf die metallurgische Qualität für die dimensionale und mechanische Stabilität aus.

Anwendungen von 3D-gedrucktem Metall

Schmuck 3D Wachsdruckmaschine

Der 3D-Druck von Schmuck beginnt mit einer "3D-Wachsdruckmaschine für Schmuck", die Wachsmodelle herstellt. Sie verwenden die additive Fertigung, um mikrometergenaue Wachsprototypen herzustellen. Beim Wachsausschmelzverfahren wird das Wachsmodell nach dem Druck in eine Form geschmolzen. Die Form für das fertige Stück wird mit geschmolzenem Gold, Silber oder Platin gefüllt. Auf diese Weise entstehen zusammengesetzte, maßgeschneiderte Designs, die in Handarbeit nur schwer herzustellen wären.

3D gedruckte Figuren und Skulpturen

Künstler wenden sich dem 3D-Metalldruck zu, um zum Thema 3D-Druck von Figuren und Skulpturen und nutzen Sie die Genauigkeit und den Aufwand, den es bietet. Edelstahl, Titan oder Bronze werden im Direkten Metall-Lasersintern oder Selektiven Laserschmelzen geschichtet. Sie ermöglichen es Künstlern, verschlungene, dauerhafte Skulpturen zu schaffen, die feine Details ohne die traditionellen Gussgrenzen einfangen. Diese in der Popkultur beliebten 3D-gedruckten Figuren erfüllen eine hohe Nachfrage nach Sammlerstücken und verbinden digitale Kunstfertigkeit mit physischer Handwerkskunst in kleinen Stückzahlen oder limitierten Auflagen.

3D-gedruckte Waffen und Kontroverse

3D-gedruckte Waffen haben bei der Verwendung von 3D-gedruckten Metall-SLMs eine erhebliche Kontroverse ausgelöst. Im Gegensatz zu Nachbildungen aus Kunststoff sind 3D-gedruckte Waffen aus Metall robust und können hohem Schussdruck standhalten, so dass sie wie herkömmliche Feuerwaffen wirken. STL-Dateien aus dem 3D-Druck, also die digitalen Baupläne, werden im Internet frei zugänglich gemacht, was im Vergleich zu nicht rückverfolgbaren, privat hergestellten Waffen rechtliche und ethische Probleme aufwirft. Viele Regierungen kämpfen mit rechtlichen Rahmenbedingungen; die Herstellung funktionaler Waffen umgeht die herkömmlichen Schusswaffenbeschränkungen.

Ausgefallene und verrückte Designs im Metalldruck

Verrückte, lustige, coole 3D-Druck-Designs

Der 3D-Druck von Metall ermöglicht es Hobbyisten, ihre Kreativität mit Form und Funktion zu erweitern. So stellen Künstler beispielsweise Gitterstrukturen und surreale Objekte her, darunter die unmöglich herzustellenden Klein-Flaschen, indem sie direktes Lasersintern von Metall verwenden. Enthusiasten haben auch voll funktionsfähige Miniatur-Metallgitarren und absurde Skulpturen gedruckt, die praktischen Nutzen mit Humor verbinden, wie Flaschenöffner aus Metall in Form von Tieren oder Alltagsgegenständen. Mit dem mehrachsigen Druck erstellen sie verrückte, witzige und coole 3D-Druckdesigns mit vernachlässigbarer Nachbearbeitung für eine Ästhetik, die Kunst mit mechanischer Neuartigkeit verbindet.

3D-Drucken von Zahnradkugeln

Enthusiasten haben metallische mechanische Baugruppen wie den 3D-Druck Zahnradkugel mit rotierenden, ineinander greifenden Zahnrädern. Sie werden mit CAD-Software entworfen und jedes Zahnrad greift für eine synchronisierte Bewegung ineinander, wenn es gedreht wird. Beim 3D-Druck von Metall sorgen Inconel und Titan für strukturelle Integrität, so dass die Kugel hohen Belastungen standhält. Aufgrund der Präzision beim Schicht für Schicht MetallabscheidungDie Toleranzen der Getriebekugel sind eng genug, um ohne nachträgliche Anpassungen zu funktionieren. Das zeigt, wie zuverlässig der 3D-Metalldruck für mechanische Objekte geworden ist.

Gemusterte und geprägte Metallprodukte

Metalldrucker können neuartige gemusterte Oberflächen herstellen, von Gitterstrukturen bis hin zu individuellen Texturen. So können z.B. geprägte Designs auf Metallteile mit Details aufgebracht werden, während die Laserparameter im DMLS oder EBM gesteuert werden. In der Modebranche können 3D-Druck-Metallmuster auf Textilien oder direkt in kundenspezifische Metallkomponenten für gemusterte Uhrenarmbänder oder "3D-Prägedruck-T-Shirt"-Designs geprägt werden, um das Aussehen und die Funktionalität von tragbaren Metallteilen zu verbessern. Die Präzision ermöglicht Details auf Mikroebene, die bei der herkömmlichen Bearbeitung unmöglich sind.

Jenseits von Metall: Andere 3D-Drucktechnologien

3D T-Shirt Druckmaschine

Eine 3D-T-Shirt-Druckmaschine verwendet Tintenstrahl- und Wärmeübertragungstechnologien, um Pigmente oder Textiltinten in einem kontrollierten, mehrstufigen Prozess auf den Stoff aufzutragen. Die Maschine folgt der Oberfläche des Substrats, um in die Fasern einzudringen. Dies unterscheidet sich von der Oberflächenhaftung beim 3D-Druck von Metall. Aufgrund der verbesserten Tintenhaftung ermöglicht das Verfahren präzise Farbverläufe, eine größere Designtiefe und lebendigere Farbmischungen. Es ist nachhaltiger, weil es den Wasserverbrauch und den Materialabfall reduziert.

Nageldruckmaschine 3D

Eine Nageldruckmaschine Nachhaltiger 3D-Druck Präzision in der Kosmetik mit Mikrospritztechniken zum Auftragen von Tinte auf die Nageloberfläche. Solche Geräte integrieren Echtzeit-Bildgebungssysteme, um die exakte Krümmung des Nagels für die Designausrichtung zu erfassen. Im Gegensatz zum 3D-Druck von Metall, der durch Schmelzen oder Sintern erfolgt, wird beim Nageldruck jede Schicht der formulierten Gel- oder Lacktinte durch UV-Härtung ausgehärtet. Die Herausforderung besteht darin, feine Details auf einer kleinen, gekrümmten Oberfläche zu erhalten. Denken Sie daran, dass dies eine adaptive Düsenpositionierung und eine ultraschnelle UV-Härtungstechnologie erfordert.

Wanddruckmaschine UV 3D

Eine Wanddruckmaschine UV 3D verwendet die Tintenstrahltechnologie, um hochauflösende Bilder auf vertikale Wände zu drucken. Es unterscheidet sich von der Objektkonstruktion des 3D-Drucks von Metall. Das UV-Licht verfestigt die Tinte beim Auftragen, um ein Verschmieren der Oberflächen zu verhindern. Die Geräte können mit Hilfe von Sensoren, die den Abstand des Druckkopfs anpassen, auf unebenen oder strukturierten Oberflächen drucken. Die Hürde besteht darin, die Haftung der Tinte auf verschiedenen Materialien, von Gips bis Beton, zu gewährleisten, ohne dass die Bildschärfe verloren geht.

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