Start-ups revolutionieren 3D Druck

Additive Verfahren wie das selektive Laserschmelzen von Metallpulver hat in den vergangen Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Doch die Anlagen sind teuer, die Aufbauraten langsam, das geforderte Knowhow groß. Vor allem im MIT-Umfeld treten jetzt Start-ups auf den Plan, die mit neuartigen Verfahren den Markt revolutionieren wollen. Autor: Dr. Frank-Michael Kieß

Hundertmal schneller als existierende Verfahren bei einem Zehntel der Kosten – die Eckdaten, die Desktop Metal für seine Technologie reklamiert, sind durchaus geeignet, den Additive-Markt umzukrempeln. Die Liste der Investoren, die das US-Start-up gewonnen hat, beeindruckt jedenfalls: Der IT-Gigant Google ist ebenfalls mit im Boot wie der Automobilkonzern BMW, der Fabrikautomations-Riese GE oder der 3D-Druck-Marktführer Stratasys – sie alle angezogen von der Aussicht auf eine Technologie, die den 3D-Metalldruck einem breiten Markt öffnen könnte.

Vor wenigen Wochen hat Desktop Metal seine ersten beiden Anlagen vorgestellt: Das kleinere Studio-System für den Prototypendruck sowie das Production-System für die industrielle Serienfertigung. Dabei kommen zwei unterschiedliche Verfahren zum Einsatz, denen gemeinsam ist, dass das Metallpulver mit einem Binder auf Polymerbasis kombiniert wird. Die „Tinte“ soll dadurch leichter handhabbar sein, und auf den Einsatz komplizierter Lasertechnik zum Verschmelzen kann verzichtet werden.

Das Studio-System arbeitet mit dem Bound Metal Deposition (BMD)-Verfahren und nutzt fertige Druckerpatronen, die sicher und einfach getauscht werden können und mit denen sich Hunderte verschiedener Metalllegierungen verarbeiten lassen sollen. Schichten werden schnell und sukzessive in 50-Mikrometer-Auflösung aufgetragen. Anschließend wird ein Teil des Binders entfernt und das Bauteil im Ofen gesintert, wobei der restliche Binder entfernt und das Werkstück seine endgültige Dichte erhält. Am Ende lässt sich das fertige Bauteil per Hand von der Trägerstruktur ablösen.

Für die Serienfertigung 3D-gedruckter Metallteile ist das Production-System konzipiert. Die eingesetzte Single Pass Jetting-Technologie (SPJ) soll Hundert Mal so schnell sein wie aktuelle lasergestützte 3D-Drucker. Pro Durchgang wird jeweils eine Pulverschicht aufgetragen, die anschließend mit eine Vielzahl kleinster Tröpfchen eines Bindemittels bedruckt wird. Sind alle Schichten aufgetragen, wird das komplette Bauteil wie beim Studio-System gesintert.

Metallteile Hundert Mal schneller drucken

„Bisher konnte der 3D-Metalldruck die heutigen Fertigungsanforderungen nicht erfüllen – wegen hoher Kosten, langsamer Prozesse und gefährlicher Materialien“, erklärt CEO und Mitgründer Ric Fulop. „Wir beseitigen diese Einschränkungen mit Systemen, die komplexe und stabile Metallteile in hoher Stückzahl fertigen können.“

Allerdings konkurrieren die Newcomer nicht nur mit etablierten Fertigungsverfahren, sondern auch mit anderen Start-ups wie etwa Markforged: Das Unternehmen, das wie Desktop Metal aus dem MIT-Umfeld erwachsen ist, hat mit Metal X ein ähnlich produktives und kostengünstiges System angekündigt. Seine ADAM-Technologie (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) versieht ebenfalls das Metallpulver mit einem Binder, der sich beim abschließenden Sintern des Objekts per Laser auflöst. ■

Desktop Metal, Inc.www.desktopmetal.com

Markforged, Inc.https://markforged.com