Madeleine Fiello Oktober 1, 2020

MANUFACTURING

30 Jahre Innovationen: Die Vorteile des 3D-Drucks – auch für Metalle

Bergfest für unsere Blog-Serie zu den 30-Jahr-Feierlichkeiten bei Materialise: Fokus im Oktober ist der Metall-3D-Druck. In diesem Blog erfahren Sie, wie Materialise im Metall-3D-Druck die Vorteile der additiven Fertigung mit der Zuverlässigkeit geprüfter Werkstoffe verbindet. Und Sie erfahren wie unser Team in Bremen unermüdlich daran arbeitet, diese Technologien weiter zu verbessern.

Der 3D-Druck auf Kunststoffbasis war Ausgangspunkt für die Idee, diese innovative Technologie auch auf Metalle auszuweiten. Sobald die Lasersinter-Methode patentiert war, begannen Nutzer, damit zu experimentieren und für verschiedenste Metallpulver anzuwenden. Nach einer mehrjährigen Phase, in der branchenweit ausgiebig geforscht und getestet wurde, war der Metall-3D-Druck um das Jahr 2015 herum zu einer ernst zu nehmenden, qualitativ hochwertigen und vor allem zuverlässigen Option herangereift. Das war der Moment, wo wir bei Materialise die additive Fertigung in Metall als neue Technologie in unser Portfolio aufnahmen. Dabei wollten wir unseren Kunden nicht nur reine Druckdienstleistungen mit neuen Materialien anbieten, sondern auch unsere interne Expertise nutzen, um die Entwicklung der Technologie weiter voranzutreiben.


Der Grund für unsere Begeisterung lag auf der Hand: Wie auch bei den Kunststoffen hatten unsere Kunden nun die Möglichkeit ihre Bauteile schneller als jemals zuvor zu erhalten – und jetzt auch aus wesentlich robusteren Werkstoffen. Anders als bei herkömmlichen Fertigungsmethoden benötigt der 3D-Druck keine aufwendige Herstellung von Formen, es müssen keine Produktionsstraßen konzipiert und gebaut werden. Mit nur einer digitalen Datei kann fast jedes Design innerhalb von maximal zehn Arbeitstagen gedruckt werden. Wieder und wieder mussten wir jedoch feststellen, dass die eingehenden Bestellungen im Prinzip gar nicht wirklich von den Vorteilen der additiven Fertigung profitierten. Hier blieben nach Meinung unserer Experten mehrere große Potenzialbereiche bei unseren Kunden unerschlossen: die besondere Designfreiheit im 3D-Druck, Kostenreduktionen und Risikominimierung, um nur einige zu nennen.

Daher entschlossen wir uns, unsere Kunden dabei zu unterstützen, den Fokus verstärkt darauf zu setzen, diese Vorteile auszuschöpfen – was wir bis heute mit unseren innovativen Angeboten im Bereich Metall tun. Motivation unseres Teams ist es, den Metall-3D-Druck nicht nur als eine schnellere Fertigungsalternative sondern das gesamte Konzept als bevorzugte Methode wahrzunehmen.

Metall-3D-Druck – Alles aus einer Hand

Mit dieser Vision vor Augen wollten wir unser Expertenwissen auf- und ausbauen. Schnell fiel die Entscheidung für eine eigene Einrichtung, ausgelegt auf Kundenbestellungen einerseits und andererseits als Sammelpunkt für Expertise im Metall-3D-Druck. 2016 nahm unsere dedizierte Metallproduktion am Standort Bremen ihre Arbeit auf. Auf diese Weise konnten wir kontinuierlich unser Branchenwissen vertiefen – z. B. in den Bereichen Automotive, Luft- und Raumfahrt, industrielle Automatisierung und Eyewear – und darauf aufbauend unsere Leistungen immer weiter verbessern.

Eröffnung der Materialise Metallproduktion am Standort Bremen

Eröffnung der Materialise Metallproduktion in Bremen im April 2016.

Sobald unser Kompetenzzentrum aufgebaut war, konnten wir für unsere Kunden die volle Wertschöpfung des Metall-3D-Drucks über die gesamte Produktionskette realisieren, vom Design bis zum Finish. „Wir bieten einen Service, der Kunden bei jedem Schritt im Fertigungsprozess unterstützt“, erklärt Ingo Uckelmann, Technischer Leiter der Metallproduktion. „Wir haben Expertenteams für Design und Engineering, Zertifizierte Fertigung und Nachbearbeitung, die alle wissen, wie die Technologie am besten anzuwenden ist und wie unsere Kunden am stärksten davon profitieren.“

Anschaulich wird dies anhand einer Erfolgsgeschichte eines Kunden, für den das Team vom Design & Engineering die Konstruktion eines Sauggreifers aus Metall ganz neu dachte. Dabei arbeitete das Team eng mit dem Kunden zusammen, um Funktionalität und Herstellung dieses Produktionshilfsmittels für die additive Fertigung zu optimieren. Aufgrund der Änderungen war das neue Bauteil 94 % leichter, nur halb so schwer und im Produktionsprozess auch noch länger haltbar.

Außerdem im Fokus für das Team standen Qualitäts- und Wiederholbarkeitsverbesserungen – Ziele, die bis heute die Ausrichtung ihrer Arbeit bestimmen. Hierfür wurden interne Prüfverfahren aufgesetzt, mit denen inzwischen Legierungen verlässlicher Qualität garantiert werden können, so wie es für Kunststoffe bereits üblich ist.

Konstruktionsvergleich: Sauggreifer vor und nach der Optimierung des Designs für die additive Fertigung

Das ursprüngliche Bauteil (oben) war nicht speziell für die additive Fertigung konstruiert. Es war dadurch wesentlich schwerer und teurer als eigentlich notwendig.

Gerade erst gelang den Ingenieuren des Bremer Standorts die Unterscheidung in zwei Güteklassen für die Metallproduktion: Standard und Performance. Alle bestehenden Legierungen – Aluminium, Titan, Edelstahl und Inconel – sind nun in diesen zwei Varianten erhältlich, sodass die Zieleigenschaften für unsere Kunden noch vorhersehbarer sind.

3D-gedrucktes Satelliten-Bauteil

Titan ist eine unserer vier verfügbaren Metalloptionen.

In der Güteklasse ‚Standard‘ erhalten Kunden einen Werkstoff mit vielseitigen Eigenschaften, genau so wie man es von Metallprodukten aus anderen Fertigungsmethoden auch erwartet. Die Güteklasse ‚Performance‘ ist für Projekte ausgelegt, die alle Vorteile des Metall-3D-Drucks voll ausspielen wollen. Sie ist ideal, wenn bereits die Konstruktion spezifisch für den 3D-Druck erfolgt ist, also organische Formgebungen gedruckt werden sollen, die herkömmlich nicht herstellbar sind. Ferner eignet sich diese Güteklasse auch für die Serienfertigung von funktionsbereiten Bauteilen.

Der Metall-3D-Druck geht in die nächste Runde

Bei Materialise arbeiten wir ständig daran, unsere Technologien zu verbessern und die Vorteile des 3D-Druck für immer größere Kundenkreise zu erschließen. Dies gilt auch und ganz besonders für den Metall-3D-Druck. Alle unsere Kunden sollen die Möglichkeit haben, Bauteile leichter und kostengünstiger zu bauen, die volle Designfreiheit umzusetzen und dabei langlebige Metallwerkstoffe zur Verfügung zu haben. Genau dann wird der Metall-3D-Druck zur ersten Wahl für die Fertigung und ist nicht mehr nur eine Option zur schnelleren Produktion. Daher richten wir zum Jahresanfang 2021 unser neues Metall-Kompetenzzentrum am Standort Bremen ein.

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Hier werden die Technologien von morgen entwickelt.
- Ingo Uckelmann, Technischer Leiter Metall-3D-Druck

Dieses Kompetenzzentrum wird gegründet, um Experten für additive Fertigung aus Software und Produktion zusammenzubringen, und den Metall-3D-Druck für eine nachhaltige Zukunft weiter zu entwickeln. Wir nehmen die ökonomischen und ökologischen Herausforderungen der Zukunft an und sehen den Metall-3D-Druck und seine Möglichkeiten als Teil der Lösung. Unsere Experten bieten eine einzigartige Kombination aus jahrzehntelanger Erfahrung in den Bereichen 3D-Druck und AM-Softwareentwicklung und sind dadurch hervorragend positioniert, um die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit dieser Technologie zu optimieren.

Die dem Metall-Kompetenzzentrum angegliederte Produktion hat so die Möglichkeit mit unserer neuesten, innovativen Software zu arbeiten. Diese wiederum wird durch das direkte Feedback aus der Produktion immer weiter verbessert. Im schnellen Zyklus von Feedback und Entwicklung kann das Team des Metall-Kompetenzzentrums die besten Dienstleistungen für unsere Kunden erbringen.

Metall-3D-Druck, Baujob mit e-Stage

Our specialized software, such as e-Stage for Metal, enhances the reliability and quality of 3D printing.

„Hier im Metall-Kompetenzzentrum in Bremen werden die Technologien von morgen entwickelt“, erläutert Ingo Uckelmann. „Unser erklärtes Ziel: Der Metall-3D-Druck soll einfacher, leichter zugänglich und auch erschwinglicher werden. Wir wollen dafür sorgen, dass er die Technologie der Wahl für Bauteile aus Metall wird.“

Durch Prozessanalyse und anschließendes Fine-Tuning der Software für den Metalldruck und deren Workflows konnten viele Aufgaben effektiv automatisiert werden, sodass sich kürzere Vorlaufzeiten und Kostenreduktionen für unsere Kunden realisieren ließen. In der Serienfertigung arbeiten wir mit den Kunden gemeinsam an individuellen Lösungen und optimierten Bauteilgeometrien für den Metall-3D-Druck – und das alles innerhalb der von den Kunden vorgegebenen Rahmenvorstellungen bezüglich Zeit, Kosten und Qualität.

Starten wir durch

Sind Sie soweit, auch Ihre Projekte im Metall-3D-Druck umzusetzen? Ihre Bauteile erhalten Sie schneller denn je, wenn Sie über unsere Online-Plattform OnSite bestellen – diese ist übrigens 7 Tage die Woche für Sie da. Bis 31. Oktober bieten wir Ihnen zusätzlich 10 % Nachlass auf alle Bestellungen für Titan, Aluminium, Edelstahl und Inconel über Onsite. Einfach beim Bezahlvorgang den Code 30Y_Metal angeben.

Sie möchten Ihr Projekt erst mit Experten durchsprechen? Kontaktieren Sie uns direkt. Gerne stellen wir unser Knowhow zur Verfügung. Gemeinsam können wir Ihre Bauteile konstruieren und verbessern, um die Möglichkeiten dieser Technologie voll auszunutzen.

Keep an eye out for a future blog in this series that will detail the revolutionary world of 3D planning and 3D printing at point-of-care!

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