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Die besten 3D-Metalldruckmaterialien für die additive Fertigung

Fast alle Metall-3D-Druckverfahren basieren auf Metallpulver. Ob als Rohstoff oder gebunden in einem Filament, es ist die wesentliche Zutat, die es Maschinen ermöglicht, Teile additiv zu fertigen. Dies bedeutet, dass die Verfügbarkeit von metallischen 3D-Druckmaterialien in der additiven Fertigung fast ausschließlich davon abhängen muss, wie leicht sich die pulverförmige Form zusammenfügen lässt. Aluminiumpulver zum Beispiel ist schwieriger zu verschmelzen als Stähle, die sich viel leichter verbinden lassen, und ist daher bei einem 3D-gedruckten Metallmaterial viel seltener.

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Die nützlichsten Metall-3D-Druckmaterialien bieten Herstellern den größten Mehrwert im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren. Dies liegt oft an der Bearbeitbarkeit. Schwer zu bearbeitende Materialien wie Werkzeugstähle und Titan sind traditionell sehr schwer zu bearbeiten, aber da Bearbeitbarkeit nicht gleich Druckbarkeit ist, können diese Metalle auf einem 3D-Drucker mit minimalem Arbeitsaufwand zu festen, niedrigen Kosten pro Teil hergestellt werden.

Sehen wir uns einige der Metall-3D-Druckmaterialien an, die auf dem Markforged Metal X-System verfügbar sind, und die Vor- und Nachteile, die jedes Material für den Herstellungsprozess mit sich bringt.

Edelstahl

Edelstahl zeichnet sich durch hohe Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aus. Dieses Material wird in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen verwendet, von der Fertigung bis hin zu unterstützenden Technologien. Beispiele für 3D-gedruckte Edelstähle sind der extrem korrosionsbeständige 316L und der wärmebehandelbare 17-4 PH Edelstahl.

Werkzeugstähle

Wie der Name schon sagt, wird diese Klasse von Stählen für eine Vielzahl von Fertigungswerkzeugen verwendet. Alles, was in einer Produktionslinie schneidet, stanzt, gießt oder formt, besteht wahrscheinlich aus Werkzeugstahl. Werkzeugstähle halten solchen harten Bedingungen aufgrund ihrer hohen Härte und ihrer ausgezeichneten hohen Hitze- und Abriebfestigkeit stand. Aufgrund dieser Eigenschaften sind Werkzeugstähle sehr schwierig und teuer zu bearbeiten, was sie zu idealen Kandidaten für den 3D-Druck macht. Beliebte Pulver und Filamente sind Werkzeugstahl A2, D2 und H13.

Titan

Dieses Metall ist stark, unglaublich leicht und hitze- und chemikalienbeständig. Normalerweise ist Titan äußerst schwierig zu bearbeiten (was zu seinen hohen Kosten beiträgt), was es zu einem großartigen Kandidaten für den 3D-Druck macht. Das gebräuchlichste 3D-gedruckte Titan ist Titan 64 (Ti-6Al-4V) und wird in Situationen verwendet, in denen ein sehr hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht von Vorteil ist, z. B. in Flugzeugen.

Inconel 625

Während 3D-Drucker verwendet werden können, um Teile aus gewöhnlichen Metallen wie Stahl herzustellen, können sie auch Teile aus Superlegierungen herstellen, die einzigartig für extreme Umgebungen geeignet sind. Inconel 625 ist eine starke, steife und sehr korrosions- und hitzebeständige Superlegierung auf Nickelbasis, die häufig in Turbinen und Raketen verwendet wird. Andere Arten von Inconel, nämlich Inconel 718, haben nicht die gleiche Hitzebeständigkeit wie Inconel 625. Das Material ist traditionell sehr teuer in der Bearbeitung; Umgekehrt kann Inconel in Pulverform gekauft und in 3D gedruckt werden, für einen Bruchteil der Kosten, was die Tür zu erschwinglichen Inconel-Komponenten öffnet.

Lesen Sie unseren Leitfaden zum Metalldesign

Nach vorne schauen

Die aktuelle Liste von Metall-3D-Druckmaterialien ist relativ kurz und konzentriert sich auf höherwertige Materialien, deren Herstellung finanziell am günstigsten ist. Mit zunehmender Reife des Metall-3D-Drucks werden jedoch mehr und billigere Metall-3D-Druckfilamente und -pulver auf verschiedenen Metalldruckplattformen verfügbar sein. Diese Materialien, die von den gleichen Kostenvorteilen wie die in diesem Beitrag erwähnten Metalle profitieren, werden neue Anwendungen für den Metalldruck eröffnen und seine Akzeptanz durch die Fertigungsmassen fördern.


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