Was ist Direktmetalldruck?

Der Direktmetalldruck (DMP), auch Direktes Metall-Lasersintern (DMLS) genannt, ist eine Technologie für die additive Fertigung von hochwertigen, komplexen Metallteilen auf Basis von 3D-CAD-Daten. Im Gerät wird ein Hochpräzisionslaser auf Metallpulverpartikel gerichtet, um selektiv nacheinander dünne, horizontale Metallschichten aufzubauen. Diese Spitzentechnologie ermöglicht die Produktion von Metallteilen mit anspruchsvollen Geometrien, was mit konventionellen subtraktiven Technologien oder Gießtechnologien nicht möglich wäre. Für den Druck von Entwürfen - von Prototypen bis zur Serienfertigung von bis zu 20.000 Einheiten - steht eine Vielzahl von Metallen zur Verfügung.

  • Direktmetalldruck (Direct Metal Printing, DMP)

    DMP (Direktmetalldruck) ist eine leistungsstarke 3D-Drucktechnologie, die durch schichtweises Aufschmelzen von Metallpulver jede gewünschte Geometrie von Metallteilen formt. Mit dieser Technologie wird das Material schichtweise aufgebaut, anstatt es abrasiv in verschiedenen Schritten abzutragen. Die Partikel im Metallpulver werden vom Laser schnell gezielt angesteuert und vollständig geschmolzen, damit sich das neue Material auch ohne Klebstoff oder flüssiges Bindemittel gut mit der vorherigen Schicht verbindet. Dazu kommt ein leistungsfähiger Glasfaser-Laser mit hoher Energieintensität im inerten Bereich im Inneren der Maschine zum Einsatz. Dies garantiert, dass die aufgebauten Metallteile eine hohe Dichte und eine homogene Materialstruktur aufweisen. Die DMP-Produktionsmaschinen werden direkt vom CAD-Design der Bauteile gesteuert, ohne dass hierfür eine Programmierung, Klemmvorrichtungen oder Werkzeuge erforderlich sind.

    DMP ist eine hervorragende Technologie für Anwendungen in der Luft-/Raumfahrt und Verteidigung. Hiermit können kleine und extrem komplexe Formen ohne Werkzeuge erstellt werden. Zudem können Teile entworfen werden, die sich im Design komplett von Teilen unterscheiden, die mit herkömmlichen Verfahren wie Zerspanen, Stanzen oder Druckguss hergestellt werden können.

    Lesen Sie mehr über die Vorteile von DMP

DMP-Anwendungen

Mit unseren DMP-Druckern können Sie feine Metallteile mit großem Detailreichtum erstellen. Deshalb ist DMP perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Dazu gehören unter anderem:

    • Herstellung komplexer Teile, die mit herkömmlichen Methoden nicht hergestellt werden können
    • Konturnahe Kühlkanäle und Gitter/Netze
    • VERBESSERTER DURCHFLUSS
    • Direkte werkzeuglose Herstellung von Spritzgusseinlegern und Kernen
    • Individualisierte Massenanfertigung von orthopädischen, zahnmedizinischen und anderen Teilen
    • Teile mit Hohlräumen, Hinterschneidungen und Entformungsschrägen
    • Geringeres Gewicht und Leichtbaudesign
    • Forschung und Entwicklung
    • Vereinfachte Baugruppen und Teilekonsolidierung
    • Produktion kleiner, präziser Teile
    • Topologieoptimierung bei gleichzeitiger Wahrung der strukturellen Integrität

DMP-Werkstoffe

Garantiert durch unsere präzise Schichtsteuerung, die kontrollierte Atmosphäre unter Vakuum und Datenbank mit robusten Materialien für unsere LaserForm-Metallpulver.

Aus Metallpulver als Ausgangsmaterial wird das Produkt Schicht für Schicht hergestellt. Jede Schicht wird dann auf die vorhergehende aufgeschmolzen, wodurch ein festes und dichtes Teil (bis zu 99,9 %) entsteht, das mit den Ergebnissen konventioneller Herstellungsverfahren (Fräsen, Gießen) vergleichbar ist. Bei diesem Prozess entsteht fast kein Abfallmaterial. So können komplexe Geometrien gebaut werden, die anderweitig nicht hergestellt werden könnten.

Unsere 3D-Metalldrucker

DMP erfüllt die Anforderungen an DMLS nicht nur, sondern geht über sie hinaus.

Unsere Direktmetall-3D-Drucker produzieren Produkte, Komponenten und Werkzeuge mit reduziertem Gewicht, erhöhter Funktionalität und vereinfachten Baugruppen. Sparen Sie Zeit, Kosten und Teilegewicht durch durchgängige Lösungen zur Präzisionsfertigung von Metallen, die aus der Software 3DXpert, Technologien zum direkten Druck von Metall, zertifizierten Werkstoffen und Anwendungssupport von Experten bestehen.

Manufacture metal parts with scalable DMLS with removable build chamber for continuous printing

DMP Factory 500

Robuste, hochwertige additive Metallfertigung mit integriertem Pulvermanagement

DMP Flex 350 Duel 3D printer

DMP Flex 350, DMP Flex 350 Dual and DMP Flex 350 Triple

Robuste, flexible 3D-Metalldrucker für die Teileproduktion rund um die Uhr (24/7)

DMP Factory 350 Duel 3D Printer

DMP Factory 350 and DMP Factory 350 Dual

Robuste, hochwertige additive Metallfertigung mit integriertem Werkstoffmanagement

DMP Flex 200 3D printer

DMP Flex 200

Professioneller und präziser 3D-Metalldrucker mit 500-W-Laserquelle

Metalltechnologien in der additiven Fertigung

Direktmetalldruck
DMLS vs. SLM
Pulverbettfusion
Metal Binder Jetting

Direktmetalldruck (Direct Metal Printing, DMP)

Nutzen Sie diese Technologie, um die Funktionalität Ihrer Teile zu verbessern, das Gewicht zu reduzieren bzw. Baugruppen zu einem einzigen Teil zusammenzufassen. Ein 3D-Metalldrucker für den Direktmetalldruck (DMP) verwendet einen Laser, um dünne Schichten von Metallpulver zu verschweißen und hochkomplexe Metallteile herzustellen. DMP bietet unbegrenzte Designflexibilität und hebt die Einschränkungen konventioneller Fertigungstechniken hinsichtlich Geometrie und Oberflächenstabilität auf. Die Herstellungskosten für Teile hängen nicht von der Komplexität der Teile ab, sondern vielmehr vom Volumen der Teile. DMP eignet sich ideal für die Herstellung kompakter Komponenten mit hochkomplexen anatomischen Formen, internen Kanälen, komplexer Oberflächentexturierung, internen Gittern und hohem Detaillierungsgrad. Additive und subtraktive Technologien können miteinander kombiniert werden, um die effektivsten Kosten pro Teil zu erzielen.

Maschinendüsen aus DMP LaserForm 316L

Lebensmittel-Extrusionsdüsen, die mit der DMP-Technologie auf dem Drucker DMP Flex 350 hergestellt wurden.

Ist DMP ein effizienteres DMLS-Verfahren als SLM?

Beide Verfahren beruhen auf derselben Technologie: Ein Laser verschweißt selektiv dünne Schichten von Metallpulver. Aber der Unterschied liegt im Detail und in den gesammelten Erfahrungen. Mit den DMP-Druckern von 3D Systems wurden bereits über 500.000 Metallteile angefertigt. Diese Erfahrungen spiegeln sich im Design der robusten 3D-Metalldrucker wider und ermöglichen zuverlässige Wiederholbarkeit, hohe Teilequalität, Produktivität und niedrige Gesamtbetriebskosten (TCO). Herausnehmbare Druckmodule namens RPM (Removable Print Modules) können innerhalb von 1 Stunde umgerüstet werden und bieten 24/7-Verfügbarkeit für den Betrieb rund um die Uhr. Die Vakuumkammer ermöglicht einen Sauerstoffgehalt (O2) von <25 ppm, sodass gleichbleibende Teileigenschaften und eine vollständige Verwendung des Pulvers gewährleistet sind und der Abfall auf ein Minimum reduziert wird. Wenn es auf Teilequalität, Volumen und Effizienz ankommt, ist DMP die absolut richtige Wahl für den 3D-Metalldruck.

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Was bezeichnet der Begriff „Powder Bed Fusion“ (PBF) oder Pulverbettfusion?

PBF ist ein Begriff, der alle Technologien zusammenfasst, bei denen Metall- und Kunststoffpulver selektiv geschmolzen und verschmolzen werden, um auf Grundlage von CAD-Dateien komplexe Teile direkt aufzubauen. PBF-Methoden verwenden entweder einen Laser (DMP/DMLS/SLS) oder einen Elektronenstrahl (EBM) und verschiedene Ansätze für das Verteilen oder Auftragen des Pulvers mit Walzen oder Klingen. Der Direktmetalldruck (DMP) ist eine laserbasierte 3D-Metalldrucktechnologie, bei der das Material in beiden Richtungen aufgetragen wird (bidirektionale Neubeschichtung). Die hohe Wiederholbarkeit der Teileeigenschaften wird durch eine Vakuumkammer erzielt, in der der Sauerstoffgehalt konstant <25 ppm beträgt. Außerdem ermöglichen auswechselbare Druckmodule (RPM) kurze Umrüstzeiten und eine 24/7-Verfügbarkeit für den Betrieb rund um die Uhr.

Eine 3D-gedruckte Brennkammer für ein ESA-Triebwerk

Auf einem DMP-Drucker hergestellte, interne Gitterstrukturen in einer Brennkammer für die ESA (Europäische Weltraumorganisation).

Wie unterscheidet sich das Metal Binder Jetting von DMP/DMLS/SLM?

Bei diesem Verfahren hält ein Bindemittel, das Schicht für Schicht angewendet wird, das Pulver zusammen. Ein (grünes) Teil entsteht schneller als mit jedem anderen Pulverbettverfahren, aber dieser Schritt ist nur einer von vielen Schritten in einer langen Reihe. Nachbearbeitungen, wie Aushärten, Beseitigen des Pulvers, Sintern, Infiltration, Ausglühen und Fertigstellen des Teils, nehmen oft mehr Zeit in Anspruch als die Herstellung des ersten grünen Teils. Die Hauptvorteile der Metal-Binder-Jetting-Technologie sind die Geschwindigkeit, mit der das grüne Teil hergestellt werden kann, und die geringeren Kosten. Die Haupteinschränkungen der mit dieser Methode hergestellten Teile sind deren mechanische Eigenschaften. Teile, die mit der Metal-Binder-Jetting-Technologie hergestellt werden, sind durch große und unregelmäßige Porositäten gekennzeichnet, d. h. das fertige Teil weist nur eine geringe Dichte auf. Da die mechanischen Eigenschaften der Teile beeinträchtigt sind, eignen sie sich nicht für Anwendungen, in denen hohe eine Wiederholbarkeit und stark belastbare mechanische Eigenschaften erforderlich sind.

DMP Factory 500 Laserform Ni718-A – Kraftstoffdüsen

Die Detailgenauigkeit und mechanische Festigkeit, die für diese Kraftstoffdüsen erforderlich ist, können nicht mehr mit Metallbindemittel-Strahltechnologien erzielt werden.

Gründe für den Direktmetalldruck

  • Leichtbau

    Gewichtsreduzierungen, verbesserte Steifigkeit bei gleichem Gewicht durch topologische Optimierung, Aushöhlung, Anwendung interner Gitterstrukturen und/oder Konsolidierung von Baugruppen zur Reduzierung von Befestigungselementen. 

  • Teilekonsolidierung

    Genauere Verwaltung der Anzahl von Teilen und Eliminierung kritischer Montageprozesse, wie z. B. Schweißen, für die umfassende Qualitätskontrolle und Inspektionen erforderlich sind. Kürzere Montagezeiten und geringere Kosten durch Eliminierung des Bedarfs an Arbeitsschritten für Unterbaugruppen und Vorrichtungen und Halterungen

  • Flüssigkeitsströmung

    Überdenken Sie Ihr Design und ermöglichen Sie Flüssigkeits- und Luftströmungen, die die Kühlung, Erwärmung, Vermischung oder anderes Strömungsverhalten in einem Teil optimieren. Nutzen Sie die Strömungsmechanik auf optimale Weise, und gestalten Sie Geometrien, die die besten Voraussetzungen für die Strömungsdynamik bieten und mit herkömmlichen Produktionstechnologien nicht erreichbar sind. 

  • Funktionale Verbesserung

    Erweitern Sie Ihre gestalterischen Möglichkeiten und verbessern Sie die Funktionalität Ihrer Komponenten oder Produkte, indem Sie die Designfreiheiten der additiven Metallfertigung nutzen.

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