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Metall-3D-Druckanwendungen (Teil 2)

Metall-3D-Drucktechnologien – wie Metal Fused Filament Fabrication (Metal FFF) – stellen einen bahnbrechenden Weg dar, um funktionale Metallteile für Unternehmen jeder Größe zugänglich zu machen. Metall-FFF und Verbund-FFF haben gegenüber der konventionellen Fertigung viele wichtige Verfahrensvorteile gemeinsam.


Für welche 3D-gedruckten Metallanwendungen ist Metall-FFF gut geeignet? Dieser Blogbeitrag enthält Anwendungsbeispiele für die additive Fertigung von Metallen für:


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Formen, Schneiden und Kleben

Kunststoff- und Verbundwerkzeuge können begrenzte Anwendungen haben – wie zum Beispiel Umformwerkzeuge. Durch die Nutzung der inhärenten Härte und Festigkeit des Materials können Umform- und Schneidwerkzeuge hochgradig kundenspezifische Geometrien herstellen. Der 3D-Metalldruck bietet eine Reihe überzeugender Anwendungen beim Formen, Schneiden und Kleben.


Stanzwerkzeuge und Stanzwerkzeuge. Metall-3D-Druck kann kundenspezifische Stanz- und Stanzformen aus Werkzeugstahl herstellen. Gedruckte Teile müssen für Präzision gehärtet und nachbearbeitet werden. Komplexe Werkzeuge können für Metall-FFF wirtschaftlich vorteilhaft sein.


Schneidewerkzeuge. Der Metall-3D-Druck kann genutzt werden, um hochgradig maßgeschneiderte Schneidwerkzeuge herzustellen. Diese Spezialwerkzeuge können kundenspezifische Innenkanäle für Kühlflüssigkeiten oder komplizierte Geometrien umfassen, die mit herkömmlichen Herstellungsverfahren nicht erreichbar sind. Hartmetallspitzen können auf 3D-gedruckte Werkzeugkörper aus Werkzeugstahl gelötet werden, was ihnen eine wiederholbare und zuverlässige Schnittfläche verleiht. Andere Beispiele sind kundenspezifische CNC-Fräser oder andere traditionelle Schneidwerkzeuge.


Schweißschäfte und Induktionsspulen. Diese Anwendung ist spezifisch für Kupferteile. Schweißschäfte und Induktionsspulen verwenden beide leitfähige Eigenschaften in Verbindung mit geometrischer Flexibilität, um einzigartige Lösungen in ihren Räumen bereitzustellen. Benutzerdefinierte Geometrien für diese Anwendungen können entworfen und gedruckt werden; Beispielsweise können Schweißschäfte mit internen Kühlkanälen für ein leistungsfähigeres Werkzeug oder zum Punktschweißen an einer einzigartigen Geometrie ausgeführt werden. Bei Induktionsspulen ermöglicht der Metall-3D-Druck eine präzise und gleichmäßige Erwärmung von Spezialteilen. Aufgrund der Schwierigkeit, Kupfer zu bearbeiten, bietet der Metall-3D-Druck eine wirtschaftliche Möglichkeit, diese Kupferteile herzustellen.

Benutzerdefinierte Teile mit geringem Volumen

Während viele Produktionsteile in Massenproduktion hergestellt werden, wird eine Teilmenge von Endteilen in kleinen Stückzahlen hergestellt. 3D-Druck-Produktionsanwendungen tendieren zu geringen Stückzahlen, hoher Anpassbarkeit und Spezialmaterialien – allesamt wesentliche Kostentreiber pro Teil.

Sammelschienen, Kühlkörper. Kupfer ist, wie erwähnt, extrem schwer zu bearbeiten. Stromschienen und Kühlkörper, die typischerweise aus Kupfer bestehen, sind auch geometrisch komplex, was die Kosten zusätzlich erhöht. Der Metall-3D-Druck kann helfen, diese Herausforderungen zu meistern; zum Beispiel das Freischalten benutzerdefinierter Geometrien, die die Leistung steigern können, oder Geometrien, die konventionell nicht repliziert werden können.

Benutzerdefinierte Inconel-Teile. Wie Kupfer trägt Inconel massive Herstellungskosten. Für Inconel-Teile mit geringem Volumen kann der 3D-Metalldruck die kostengünstigste und schnellste Lösung sein.

Teile mit hoher Mischung und geringer Stückzahl. Für einige Teile, die eine maßgeschneiderte Anpassbarkeit erfordern oder extrem komplexe Funktionen bei geringen Stückzahlen aufweisen, ist die Metall-3D-Druckproduktion wirtschaftlich sinnvoll. Diese Teile können auf derselben Plattform als Prototyp hergestellt und produziert werden.



Wartungstools/-vorrichtungen

Metall bietet Härte und Verschleißfestigkeit, die der 3D-Composite-Druck nicht erreichen kann. Wartungswerkzeuge, die durch Metall-3D-Druck hergestellt werden, können auch für schwierige Feldaufgaben stark angepasst werden.

Benutzerdefinierte Handwerkzeuge und Einsätze. Das Drucken von Hybridwerkzeugen mit Werkzeugkörpern aus Verbundwerkstoff und metallischen Verschleißflächen kann Herstellern ermöglichen, schnell ein langlebiges, funktionales Werkzeug für eine Vielzahl von Anwendungen herzustellen. Darüber hinaus können Benutzer Werkzeugkörper und Einsätze austauschen, wodurch ein einziges Werkzeug in einer Vielzahl von Situationen verwendet werden kann.




Ersatzteile

Der Metall-3D-Druck stellt eine überzeugende Möglichkeit dar, schwer oder gar nicht zu beschaffende Ersatzteile herzustellen. Der Austausch von Gussteilen kann die Komplexität und die nahezu endkonturnahe Präzision des Metall-3D-Drucks nutzen.

Austausch von Gussteilen. Wie bereits erwähnt, sind die Anforderungen an Gussteile eng mit den 3D-Druckfunktionen von Metall verknüpft. Das herkömmliche Gießen von Ersatzteilen ist aufgrund der hohen Werkzeugkosten nicht durchführbar. Metall-3D-Druck bietet eine werkzeuglose Alternative. Anwendungen funktionieren gut im Automobilbereich (Autorestaurierung), lassen sich jedoch leicht auf andere Branchen übertragen, in denen maßgeschneiderte Ersatzteile benötigt werden.


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  • Metall-3D-Druckanwendungen
  • Einführung in den 3D-Metalldruck
  • Metall-FFF-Druck:Schritt für Schritt

3d Drucken

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  6. Metall-3D-Druck:Wo stehen wir heute?
  7. Metall-3D-Druck:Ein definitiver Leitfaden (2021)
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