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02.05.2018

Flüssiges Metall als Tinte

Derzeit ist das selektive Laserschmelzen (SLM) das am weitesten verbreitete 3D-Druckverfahren im metallischen Bereich. Als Basis dient bei diesem Druckverfahren ein Metallpulver. Vader Systems aus Getzville in New York hat sich etwas Neues einfallen lassen und verwendet als Basis für den 3D-Druck flüssiges Metall.

Der Vader Poolaris druckt Bauteile aus flüssigem Metall. (Bild: Vader Systems)

Auf der diesjährigen Additive-Manufacturing-Messe Rapid + TCT in Fort Worth, Texas hat Vader Systems drei neue Lösungen vorgestellt, die auf ihrem patentierten Magnet-o-Jet-System zum Druck von Flüssigmetall basieren. Zu ihnen gehören das Drucksystem Vader Polaris, das Magnet-o-Jet-Subsystem zum Aufbau von Hybridsystemen und das Ares Microsphere Produktion System, mit dem sich ein spezielles Metallpulver aus mikrofeinen Kügelchen für den 3D-Druck herstellen lässt.

Draht als Basis

Der 3D-Drucker Vader Polaris verwenden für den Druck kein Metallpulver sondern Metalldraht. Der Draht wird in einer Kammer, die von einem elektromagnetischen Feld umhüllt ist, bis auf 1.200 Grad erhitzt und geschmolzen. Über eine Keramikdüse gelangt das flüssige Metall dann tröpfchenweise nach außen. Positioniert werden die Tropfen ebenfalls über Magnetismus. Bis zu 1.000 Tropfen in einer Größe von 300 bis 500 Mikrometer kann der Vader Polaris pro Sekunde drucken.

Mit dem Magnet-o-Jet-Subsystem lassen sich Maschinen für die hybride Fertigung realisieren. (Bild: Vader Systems)

Das entspricht laut Vader Systems einer Aufbaurate von 400 Gramm pro Stunde. Pulverbasierte Verfahren haben deutlich niedrigere Aufbauraten. Für den Druck mit Flüssigmetall sprechen laut Vader Systems außerdem die um 90 Prozent niedrigeren Materialkosten sowie eine Metallausbeute von rund 98 Prozent. Der Drucker kann Bauteile bis zu einer Größe von 305 x 305 x 305 Millimeter fertigen und vermeidet aufgrund seines Druckverfahrens den Einsatz von gesundheitsgefährdenden Metallpulver.

Für Hybridsysteme

Das Magnet-o-Jet-Subsystem ist für die hybride Fertigung von Bauteilen gedacht. Dazu kann es beispielsweise in CNC-Maschinen integriert werden. In Kombination ist es so möglich Bauteile zu drucken und im Anschluss gleich nachzubearbeiten. Eigenen Angaben zufolge arbeitet Vader sehr eng mit seinen Kunden zusammen, um das Magnet-o-Jet-Subsystem in die bestehende Infrastruktur und die Workflows zu integrieren.

Das Ares Microsphere Production System erstellt feinste Metallkügelchen, die das Metallpulver beim 3D-Druck ersetzen. (Bild: Vader Systems)

An Anwender, die pulverbasierten 3D-Druck nutzen, richtet sich das Ares Microsphere Production System. Mit ihm lassen sich feinste Metallkügelchen - sogenannte Vaderite Microspheres - erstellen, die sich für das klassische SLM-Verfahren eignen. Laut Vader Systems hat eine Laboranalyse nachgewiesen, dass sich mit den Vaderite Microspheres beste Druckergebnisse erzielen lassen und sie deshalb als Ersatz für das herkömmliche Metallpulver dienen können.

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