Interview: HPs Global Head of Metals über die game-changing HP Metal Jet Technologie

HP ist seit langem ein Trailblazer im 3D-Druck und setzte 2016 mit dem Multi Jet Fusion Launch Industriemeilensteine. Dieser Durchbruch öffnete die Tür zu hochvolumigen, produktionsreifen Teilen aus Polymer. Nun, zwei Jahre später, erweitert HP diese Vision mit HP Metal Jet, einer neuen 3D-Drucklösung, engineered für Massenproduktion fertiger Metallkomponenten.

Wir sprachen mit Dr. Tim Weber, HPs Global Head of Metals für 3D-Druck, um zu erfahren, wie die Metallstrategie des Unternehmens in das übergeordnete Ziel passt, Fertigung im großen Maßstab zu transformieren.

Eine 12 Billionen $ Industrie disrupten

„Seit wir vor zwei Jahren in den Kunststoffbereich eintraten, lag unser Fokus auf echtem Kundennutzen“, sagt Weber. „Heute bleiben die meisten 3D-Druck-Use-Cases auf Prototyping und Nischenproduktion beschränkt. Selbst bei Berücksichtigung von Hardware, Materialien und Software beträgt der Markt rund 10 Mrd. $ – nur ein Bruchteil des 12 Billionen $ globalen Fertigungssektors.“

HPs Ambition ist, diese Landschaft umzugestalten, einschließlich des Metallsegments. Dazu muss das Unternehmen drei Kernherausforderungen angehen:

1. Zuverlässigkeit für Massenproduktion. „Das System muss alltägliche Fertigungsumgebungen überstehen und konsistent Teile produzieren, die als Endverbrauchskomponenten qualifizieren.“

2. Kosteneffiziente Materialien. „Materialpreise bleiben eine große Barriere. Wir müssen Gesamtmaterialkosten senken und Auswahl über die tausenden verfügbaren Metalllegierungen straffen.“

3. Offene Materialplattform. „Wir haben ein Open-Materials-Framework gestartet, das Kunststoffe und Metalle vereint und Kunden die Wahl des richtigen Feedstocks erleichtert.“

Der Ausgangspunkt: HP Multi Jet Fusion

Vor HP Metal Jet pionierte das Unternehmen seine Multi Jet Fusion (MJF) Linie – ein Binder-Jet-Prozess, der Kunststoffpulver verteilt, ein Fusing-Agent jettet und Infrarotenergie nutzt, um das Material Schicht für Schicht zu schmelzen. HPs MJF-Portfolio umfasst die 4200 und 4210 Modelle sowie die kleineren, farbdruckenden Jet Fusion 500/300 Serien.

Ein US-Kunde, Forecast 3D, betreibt nun 24 Drucker 24/7 und produziert Millionen Teile – demonstrierend den Übergang vom Prototyping zur Produktion.

„Mit Kunststoffen machen wir den Sprung zur Produktion“, sagt Weber. „Unser Ziel ist es, additive Fertigung zu demokratisieren, sodass Nutzer, die zuvor nur prototypierten, direkt zur Fertigung mit derselben Technologie gehen können.“

Von Kunststoffen zu Metallen

„3D-Drucker-Hersteller müssen überlegene Ökonomie liefern, um nicht nur mit anderen additiven Lösungen, sondern auch mit konventionellen Methoden wie Feinguss, Metal Injection Molding (MIM) und CNC-Fräsen zu konkurrieren.“

HPs MJF-Plattform diente als Fundament für Metal Jet, das das Binder-Jet-Konzept für Metallpulver adaptiert. Metal Jet kann bis zu 50x die Produktivität konkurrierender Binder- und Laser-Sinter-Systeme erreichen und produziert isotrope Teile, die ASTM-Standards genügen.

„Wir haben den MJF-Kern-Hardware neu engineered, um Metallpulver statt Kunststoffe aufzunehmen“, erklärt Weber. „Statt eines Fusing-Agents jetten wir ein Bindemittel, abgeleitet von HP Latex Ink Technologie. Der Binders niedriges Gewicht (<1 % Masse) eliminiert den Bedarf an Hochtemperatur-Binder-Burnout, reduziert Zykluszeit und Kosten.“

HPs jahrzehntelange Expertise in Thermal Inkjet Printing – entwickelt über drei Jahrzehnte – untermauert diesen Durchbruch-Binder, sichert starke Grünteile und effizientes Sintern.

Initial startete HP das System mit 316L Edelstahl, einer weit verbreiteten Industriellegierung. „Wir fokussierten uns darauf, ein Material End-to-End zu meistern, um robuste Prozesskontrollen zu etablieren und strenge Toleranzen zu treffen“, sagt Weber. „Zukünftige Pläne umfassen niedrig-kohlenstoffhaltige und legierte Edelstähle.“

Die Kraft strategischer Partnerschaften

HPs Metal Jet Debüt wird von strategischen Allianzen begleitet, die Adoption in Schlüsselsektoren beschleunigen.

GKN Powder Metallurgy – ein globaler Leader, der täglich 13 Mio. Teile produziert – hat mit HP partneriert. Diese Kollaboration hat bereits große Automotive-Kunden wie Volkswagen und Pumpenhersteller Wilo gesichert. Volkswagens Mehrjahresstrategie involviert Integration von Metal Jet in die Produktionskette, ermöglicht Rapid Prototyping von massen-individualisierbaren Komponenten (z.B. Schlüsselanhänger, Namensschilder) und hochleistungsfähigen Funktionalteilen wie Schaltknöpfen und Spiegelhalterungen. Mit Eintritt von E-Fahrzeugen in Massenproduktion ist HP Metal Jet positioniert, leichte, sicherheitszertifizierte Metallteile zu unterstützen.

Parmatech, mit 40 Jahren MIM-Expertise, fokussiert auf Medizintechnik. HP zielt darauf ab, Metal Jet Produktionsservices an Parmatech-Standorten einzubetten, sodass Medizingerätehersteller Designs für Massenproduktion testen und qualifizieren können.

„Während HP am Drucken exzelliert, partneren wir mit Spezialisten, die wissen, wie man Metallteile für die Industrie fertigt“, erklärt Weber. „Durch GKN und Parmatech können wir maßgeschneiderte Metal Jet Services über Automotive, Medical und Industrial Märkte liefern.“

Blick in die Zukunft

Auf die Frage nach den nächsten fünf Jahren betonte Weber den Shift zu verteilter Fertigung.

„Wir stehen an der Schwelle einer neuen industriellen Revolution, wo verteilte Fertigung pivotal sein wird. Wenn 3D-Druck vom Prototyping zur Vollfertigung übergeht, wird die Industrie rasche Adoption erleben.“

HP plant, den Metal Jet Production Service Anfang 2019 zu starten, sodass Kunden Designs hochladen, testen und für Massenproduktion qualifizieren können. Kommerzielle Systeme sind für 2020 zur allgemeinen Veröffentlichung geplant, bepreist unter 399.000 $.

Für mehr Informationen besuchen Sie HP Metal Jet.