nach oben
04.06.2018

3D-Metalldruck: So bleiben klassische Gießereien wettbewerbsfähig

Ob Flugzeugbauer, Fahrzeughersteller oder Designer: Ist die schnelle Produktion komplexer Bauteile in kleiner Serie gefragt, setzen immer mehr Betriebe auf 3D-Metalldruck. Ist damit das Ende der klassischen Gießerei-Branche eingeläutet? Nein, sagt 3D-Druck-Anbieter Voxeljet.

Der Absatz industrieller 3D-Metalldrucker steigt seit den letzten Jahren immens. Vor allem Fahrzeughersteller, Flugzeugbauer, aber auch Designer erkennen das Potential der Fertigungstechnologie, bei der mittels Strahlungsenergie eines Lasers hauchdünne Metallpulverschichten zu Bauteilen verschmolzen werden und setzen auf die Technik. Ihr größter Vorteil: Designfreiheit und Bauteildichten von über 99 Prozent. Konstrukteure drucken leichtbauoptimierte Bauteile in den verrücktesten Geometrien, die sich im klassischen Metallguss - in der Vergangenheit - kaum anfertigen ließen.

  • Eine topologieoptimierte Wartungstür für Flugzeuge mit den Maßen ca. 775 x 477 x 238 mm. Die Kombination aus 3D-Druck und Feinguss ermöglichte eine Gewichtseinsparung von 30 % bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit und Stabilität im Vergleich zu konventionellen Fertigungsmethoden. Kein Direct Metal Laser Sintering-System verfügt über derart hochvolumige Bauraumgröße wie das 3D-Druckssystem VX 1000 von voxeljet. Nur durch den 3D-Druck mit Polymethylmethacrylat (PMMA) konnte die große Tür an einem Stück gedruckt und anschließend im Feinguss gegossen werden. Bild: Voxeljet

    Eine topologieoptimierte Wartungstür für Flugzeuge mit den Maßen ca. 775 x 477 x 238 mm. Die Kombination aus 3D-Druck und Feinguss ermöglichte eine Gewichtseinsparung von 30 % bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit und Stabilität im Vergleich zu konventionellen Fertigungsmethoden. Kein Direct Metal Laser Sintering-System verfügt über derart hochvolumige Bauraumgröße wie das 3D-Druckssystem VX 1000 von voxeljet. Nur durch den 3D-Druck mit Polymethylmethacrylat (PMMA) konnte die große Tür an einem Stück gedruckt und anschließend im Feinguss gegossen werden. Bild: Voxeljet

  • Eine topologieoptimierte Wartungstür für Flugzeuge mit den Maßen ca. 775 x 477 x 238 mm. Die Kombination aus 3D-Druck und Feinguss ermöglichte eine Gewichtseinsparung von 30 % bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit und Stabilität im Vergleich zu konventionellen Fertigungsmethoden. Kein Direct Metal Laser Sintering-System verfügt über derart hochvolumige Bauraumgröße wie das 3D-Druckssystem VX 1000 von voxeljet. Nur durch den 3D-Druck mit Polymethylmethacrylat (PMMA) konnte die große Tür an einem Stück gedruckt und anschließend im Feinguss gegossen werden. Bild: Voxeljet

    Eine topologieoptimierte Wartungstür für Flugzeuge mit den Maßen ca. 775 x 477 x 238 mm. Die Kombination aus 3D-Druck und Feinguss ermöglichte eine Gewichtseinsparung von 30 % bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit und Stabilität im Vergleich zu konventionellen Fertigungsmethoden. Kein Direct Metal Laser Sintering-System verfügt über derart hochvolumige Bauraumgröße wie das 3D-Druckssystem VX 1000 von voxeljet. Nur durch den 3D-Druck mit Polymethylmethacrylat (PMMA) konnte die große Tür an einem Stück gedruckt und anschließend im Feinguss gegossen werden. Bild: Voxeljet

  • Durch industrielle Druckköpfe können deutlich schnellere Bauzeiten im Vergleich zu punktuell-arbeitenden Lasern realisiert werden. Bild: Voxeljet

    Durch industrielle Druckköpfe können deutlich schnellere Bauzeiten im Vergleich zu punktuell-arbeitenden Lasern realisiert werden. Bild: Voxeljet

  • Die Herstellung dieses Magnesium Stuhlrahmens hätte bei Verwendung von 3D-Metalldruck aus vier Einzelteilen bestanden und 12.000 US-Dollar pro Rahmen gekostet. Durch den Druck der Kunststoffmodelle und anschließenden Feinguss konnten die Kosten um Faktor drei auf 4.000 Dollar gesenkt werden  und das Teil an einem Stück produziert werden. Bild: Autodesk

    Die Herstellung dieses Magnesium Stuhlrahmens hätte bei Verwendung von 3D-Metalldruck aus vier Einzelteilen bestanden und 12.000 US-Dollar pro Rahmen gekostet. Durch den Druck der Kunststoffmodelle und anschließenden Feinguss konnten die Kosten um Faktor drei auf 4.000 Dollar gesenkt werden und das Teil an einem Stück produziert werden. Bild: Autodesk

  • Vergleich der Herstellungskosten des Autodesk Sitzrahmens für Flugzeuge, gefertigt via Guss und Direct Metal Laser Sintering. Bild: Autodesk

    Vergleich der Herstellungskosten des Autodesk Sitzrahmens für Flugzeuge, gefertigt via Guss und Direct Metal Laser Sintering. Bild: Autodesk

  • Vergleich: steigende Komplexität von Formen hinsichtlich ihrer Form-und Gießfähigkeit. Lediglich die unterste Geometrie wäre aufgrund ihrer hochkomplexen Gestalt nicht mehr gießbar. Bild: Additive Manufacturing Solutions

    Vergleich: steigende Komplexität von Formen hinsichtlich ihrer Form-und Gießfähigkeit. Lediglich die unterste Geometrie wäre aufgrund ihrer hochkomplexen Gestalt nicht mehr gießbar. Bild: Additive Manufacturing Solutions

  • Künftig sinkende Preise im Metalldruck sind kein Ausschlusskriterium für das heute meist wirtschaftlichere Rapid Casting mittels Binder-Jetting-Verfahren. Denn auch die Binder-Jetting-Materialien & Prozesse werden kontinuierlich kostengünstiger. Bild: Audi

    Künftig sinkende Preise im Metalldruck sind kein Ausschlusskriterium für das heute meist wirtschaftlichere Rapid Casting mittels Binder-Jetting-Verfahren. Denn auch die Binder-Jetting-Materialien & Prozesse werden kontinuierlich kostengünstiger. Bild: Audi

  • Das größte 3D-Drucksystem für Sandformen, die VX4000 von Voxeljet. Bild: Voxeljet

    Das größte 3D-Drucksystem für Sandformen, die VX4000 von Voxeljet. Bild: Voxeljet

  • Bis zu acht Kubikmeter Bauraum (4 x 2 x 1 m) bietet die VX 4000. Bild: Voxeljet

    Bis zu acht Kubikmeter Bauraum (4 x 2 x 1 m) bietet die VX 4000. Bild: Voxeljet

1 | 0

Anzeige - das nächste Bild wird in Sekunden angezeigt - überspringen

Anzeige - das nächste Bild wird in Sekunden angezeigt - überspringen

Bauteile aus dem 3D-Drucker haben aber nicht nur ein spannendes und futuristisches Design - sie führen zu einer enormen Kostenersparnis, denn Topologieoptimierungen ermöglichen neben Bauteilreduktion und Funktionserweiterungen massive Gewichtseinsparungen. Ein Beispiel aus dem Flugzeugbau: Ist das Flugzeug A380 von Airbus um nur 74,2 Kilogramm leichter, etwa weil 3D-gedruckte Bauteile wie Schnallen der Sitzgurte bienenwabenartige Aussparungen haben, bedeutet das über ein Flugzeugleben von 30 Jahren eine Einsparung von Treibstoffkosten von umgerechnet 6,7 Millionen US-Dollar. Ein Einsparpotenzial, das es verständlich macht, dass Hersteller große Hoffnung auf den 3D-Druck setzen. Und die Gießereien? Zu aufwendig scheint vielen die gusstechnische Herstellung topologieoptimierter Bauteile. Daneben gilt die Gießereibranche bei den Abnehmern generell als wenig innovativ, unflexibel und träge insbesondere aufgrund langer Lieferzeiten. So sehen sich viele Gießereien mit einer ungewissen Zukunft konfrontiert. Ist etwa das Ende des klassischen Metallgusses eingeläutet?

Noch ist der 3D-Metalldruck als Konkurrent harmlos

Im Moment konkurriert der 3D-Metalldruck, wie beispielsweise das Direct Metal Laser Sintering (DMLS), mit Gießereien in einem vergleichsweise kleinen Segment. Die Bauräume der DMLS Anlagen eignen sich in erster Linie für kleinere Bauteile. Und 3D-gedruckte Bauteile benötigen etwa in der Luftfahrt eine zeitaufwändige Zertifizierung, die der Metallguss seit Jahrzehnten längst hat. Zudem ist der direkte 3D-Metalldruck vergleichsweise teuer. Das liegt nicht nur an den hohen Kosten für das Metallpulver, sondern auch an den hohen Anschaffungskosten für die 3D-Drucker und den vergleichsweise langsamen Baugeschwindigkeiten.


Inhaltsverzeichnis
Unternehmensinformation

voxeljet AG

Paul-Lenz-Straße 1a
DE 86316 Friedberg, Bay
Tel.: 0821-7483-0
Fax: -111

Aktuelle Videos

AMB 2018: Einweihung der Jacques Lanners Halle


Zu den Videos

Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

Hier kostenlos anmelden

Aktuellen Newsletter ansehen

Basics
Zur Übersicht aller Basics
Suchalert speichern
© Fotolia.com/Zerbor

Wir benachrichtigen Sie per E-Mail über neue Suchergebnisse zu Ihrer Suchanfrage. Speichern Sie hierzu einfach Ihre aktuelle Suchanfrage in Ihrem persönlichen Profil.


So geht's