Was ist Direktmetalldruck?
Direktmetalldruck (DMP), gemeinhin auch als Direktmetall-Lasersintern (DMLS) bezeichnet, ist eine Technologie der additiven 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 herausragende Technologie ermöglicht die Produktion von Metallteilen mit anspruchsvollen Geometrien, was mit konventionellen subtraktiven Technologien oder Gießtechnologien nicht möglich wäre. Mit einer Vielzahl funktionaler Metallwerkstoffe lassen sich Bauteile vom Prototypen bis zur Serie mit bis zu 20.000 Stück fertigen.
Metallbasierte Technologien der additiven Fertigung
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.
Lebensmittel-Extrusionsdüsen, die mit der DMP-Technologie auf dem Drucker DMP Flex 350 hergestellt wurden.
Ist DMP ein effizienteres DMLS-Verfahren als SLM?
Die zugrunde liegende Technologie ist dieselbe: Ein Laser verschweißt selektiv dünne Schichten aus 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 einer Stunde umgerüstet werden und bieten Verfügbarkeit für den Betrieb rund um die Uhr. Die Vakuumkammer ermöglicht einen Sauerstoffgehalt (O2) von <25ppm, 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.
Bauteilkonsolidierung von 20 auf 1 bei einem Formel-1-Abgassystem, gefertigt im Metall-3D-Druck auf einem DMP 350-Drucker.
Was bezeichnet der Begriff „Powder Bed Fusion“ (PBF) oder Pulverbettfusion?
Der Begriff „Pulverbettfusion“ (PBF) fasst alle Technologien zusammen, bei denen Metall- und Kunststoffpulver selektiv geschmolzen und verschmolzen werden, um komplexe Bauteile direkt aus CAD-Dateien 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 Verfügbarkeit für den Betrieb rund um die Uhr.
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 Grünteil wird schneller hergestellt als bei anderen Pulverbettverfahren, dies ist jedoch nur ein Schritt in einer längeren Prozesskette.. Die Nachbearbeitung, einschließlich Aushärten, Entpulvern, Sintern, Infiltration, Ausglühen und Endbearbeitung, dauert oft länger als die Herstellung des Grünteils selbst. Die Hauptvorteile des Metal Binder Jetting sind die schnelle Herstellung von Grünteilen und die geringeren Kosten. Die Haupteinschränkungen der mit dieser Methode hergestellten Teile sind deren mechanische Eigenschaften. Mit der Metal-Binder-Jetting-Technologie gefertigte Bauteile weisen eine hohe und ungleichmäßige Porosität auf, wodurch das fertige Bauteil nur eine vergleichsweise geringe Dichte erreicht. 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.
Die für diese Kraftstoffdüsen erforderliche Präzision und mechanische Festigkeit lassen sich mit Metal-Binder-Jetting-Technologien nicht erzielen.
