Einblick in 3DEO: Präsident Matt Sand erklärt, wie Intelligent Layering hochvolumigen Metall-3D-Druck antreibt

Für die meisten Hersteller ist das Ziel hochvolumiger Metall-3D-Druck ein Erfolgsmaßstab. 3DEO, 2016 gegründet, behauptet, dass seine patentierte Intelligent Layering Technologie diesen Maßstab Realität werden ließ.

Mithilfe seines additiven Prozesses liefert das in Los Angeles ansässige Unternehmen hochvolumige, wiederholbare und automatisierte Produktion von metallischen 3D-gedruckten Teilen. Wir sprachen mit Präsident Matt Sand über die Vorteile der Technologie und den Kostenvergleich zur konventionellen Fertigung.

Könnten Sie mir etwas über 3DEO erzählen?

3DEO pioneerte Intelligent Layering, eine vom Binder Jetting abgeleitete Technologie, entwickelt von den Mitgründern Matt Petros und Payman Toabi, beide promoviert in Binder-Jetting-Wissenschaft. Ihre Expertise ermöglichte die Schaffung eines einzigartigen, hochvolumenorientierten Prozesses, der kostengünstige, hochwiederholbare Teile liefert.

Nach Abschluss ihrer Doktorarbeiten entwickelte das Team Intelligent Layering – ein proprietäres System, ausdrücklich für Hochvolumenproduktion konzipiert, das außergewöhnliche Wiederholbarkeit und Kosteneffizienz bietet.

Intelligent Layering arbeitet als Bind-und-Sinter-Prozess, doch 3DEO weicht vom traditionellen Binder Jetting ab, indem es ein proprietäres Sprühsystem statt Tintenstrahldüsen einsetzt. Dies eliminiert gängige Tintenstrahlrestriktionen und bietet größere Flexibilität bei der Binderablage.

Wie funktioniert 3DEOs Intelligent Layering Prozess?

Intelligent Layering folgt einem dreistufigen Workflow:

1. Eine dünne Schicht Standard-MIM-Metallpulver wird auf der Bauplattform verteilt.
2. Ein Binder wird über die gesamte Schicht mittels des proprietären Sprühsystems aufgesprüht.
3. Ein CNC-Endfräser formt die Teilegeometrie mit Präzision in jeder Schicht.

Dieser schichtweiser Fräsansatz gewährleistet außergewöhnliche Maßgenauigkeit – aktuell ±0,002 Zoll pro Zoll (≈50 µm). 3DEO glaubt, die engsten Toleranzen unter additiven Fertigungsmethoden zu bieten, mit zukünftiger Hardware, die Toleranzen weiter verschärfen wird.

Wiederholbarkeit ist ein weiterer Schlüsselvorteil. Da der Prozess keine degradierenden Schritte hat, entspricht das zehntausendste Teil in Qualität und Dimensionen dem ersten.

Nach Beherrschung des Komponentendesigns und Berücksichtigung von Schrumpfung beim Sintern erweist sich der Prozess als robust und wiederholbar.

Vollautomatisierung ist strategische Priorität. Durch Eliminierung manueller Arbeit für Nachbearbeitung und Handling reduziert 3DEO die Kosten drastisch und bringt seine Preisstruktur in Einklang mit konventioneller Fertigung.

Heute rivalisiert 3DEOs Kostenstruktur für kleine, komplexe Edelstahlkomponenten traditionellen Methoden. Wir haben Aufträge in Zehntausenden gesichert, wobei die Produktion gerade bei einem 28.000-Teile-Lauf startet.

3DEO zählt zu den höchstvolumigen metallischen additiven Herstellern. Bis nächstes Jahr erwartet das Unternehmen Aufträge im Hunderttausenderbereich.

Wie hat 3DEO den Produktionsprozess automatisiert?

Im Gegensatz zu kommerziellen 3D-Druckern gewährt 3DEOs Eigenentwicklung volle Kontrolle über Software, Hardware und Materialien, was nahtlose Integration von Automatisierung über den gesamten Workflow ermöglicht.

War die Entscheidung, keine Drucker zu verkaufen, eine bewusste Strategie? Wird sich das je ändern?

Die Entscheidung, keine Drucker zu verkaufen, ist bewusst. Für Endverbrauchskomponenten macht der Drucker nur etwa 15–20 % der gesamten Produktionskette aus. 3DEO fokussiert sich auf die Lieferung des kompletten Prozesses, nicht nur der Maschine.

Daher zentriert sich 3DEOs Strategie auf das Besitzen der gesamten Wertschöpfungskette. Folglich hat das Unternehmen keine aktuellen Pläne, seine Drucker zu kommerzialisieren.

Aus welchen Branchen sehen Sie derzeit die meiste Nachfrage nach Ihrer Technologie?

Kleine, komplexe Teile sind über mehrere Sektoren wertvoll, und 3DEO bedient Luftfahrt, Medizintechnik und industrielle Ausrüstung.

Welche Vorteile bietet Metall-3D-Druck?

Verglichen mit Metallpulverspritzguss (MIM) liefert 3DEO vergleichbare oder überlegene Kosten und Qualität. Während MIM-Teile 96–97 % Dichte erreichen, übersteigen 3DEO-Teile 99 % Dichte.

MIM-Werkzeuge können sechsstellige Summen kosten und 4–6 Monate zur Fertigung benötigen, oft mehrere Iterationen erfordern, bevor ein funktionsfähiges Werkzeug erreicht ist – Kosten, die vor dem ersten Teil anfallen.

Im Gegensatz dazu liefert 3DEOs Prozess Teile in 1–2 Wochen bei vergleichbaren Kosten und Qualität, während er beispiellose Designfreiheit gewährt.

Da Prototypen und Serienteile auf derselben Maschine gefertigt werden, entfällt die Notwendigkeit einer Prozessrequalifizierung, was Validierung strafft und Time-to-Market reduziert.

Welche Rolle sehen Sie für 3D-Druck neben traditioneller Fertigung?

3DEO sieht zwei primäre Rollen für 3D-Druck relativ zu konventionellen Methoden: 1) reine Additiv-Designs, die nicht traditionell herstellbar sind, und 2) komplexe, kleinvolumige Teile, wo additive Fertigung kostkonkurrenzfähig ist.

Branchenführer wie GE produzieren bereits Düsenkomponenten und Wärmetauscher mit additiven Techniken, was das Potenzial für komplexe, hochleistungsfähige Teile illustriert.

Für kleine, hochkomplexe Teile – obwohl via CNC oder MIM herstellbar – machen die hohen Werkzeugkosten additive Methoden preiskonkurrenzfähig.

Während Stanzen bei Massenproduktion unschlagbar bleibt, sind additive Fertigung, Gießen, CNC und MIM die primären Wettbewerber für komplexe Komponenten.

Für Volumen unter 50.000 Einheiten ist additive Fertigung bereit, einen signifikanten Marktanteil zu erobern.

3DEO hat angekündigt, die Produktionskapazität zu erhöhen und neue Maschinen einzuführen. Was bedeutet das für die Zukunft des Unternehmens?

Mit nun reifer Next-Gen-Hardware skaliert 3DEO Kapazität auf 20.000 Teile pro Tag bis Jahresende.

Verglichen mit Laserschmelz-Technologien, die nur 200–300 Teile täglich ausgeben, stellt 3DEOs Durchsatz einen substantiellen Sprung dar.

Wie sehen Sie die Entwicklung additiver Fertigung in den nächsten fünf Jahren?

AM bewegt sich stetig vom Hype zur Mainstream-Produktion. Der frühe 2012–2013 Hype-Zyklus legte den Grundstein, aber echte Reife wurde erst kürzlich erreicht.

Fortschritte in Technologie, Qualität und nachhaltiger F&E-Investition konvergieren und positionieren additive Fertigung für breitere Produktionsadoption.

Metall-AM umfasst diverse Techniken, von großskaligem Lasersintern für Triebwerke bis zum Ein-Zentimeter-Würfel-Maßstab, auf den 3DEO fokussiert. Die rasche Reifung des Feldes ist ermutigend.

Was ist die größte Herausforderung, die die Branche noch überwinden muss?

Qualitätssicherung bleibt das vorrangige Hindernis. Während CNC, MIM und Gießen reife QA-Frameworks haben, verlangen additive Fertigungsprozesse robuste, validierte Qualitätsprotokolle.

Was hält 2019 für 3DEO bereit?

2019 baut 3DEO seine inaugural 13.000-qft-Anlage, skalierbar auf 50 Maschinen. Nahezu vollständige Automatisierung wird bis Jahresende angestrebt, mit Ziel von Zehntausenden Teilen täglich. Dieses Wachstum untermauert eine strategische Expansion nach Westeuropa.

Mehr erfahren unter 3deo.co.