{"id":45775,"date":"2023-03-14T00:01:30","date_gmt":"2023-03-13T23:01:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=45775"},"modified":"2023-04-11T16:00:15","modified_gmt":"2023-04-11T14:00:15","slug":"metall-pbf-ded-140320231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/metall-pbf-ded-140320231\/","title":{"rendered":"Laserschmelzen VS DED: Welches Verfahren f\u00fcr den 3D-Metalldruck ist das richtige?"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">Metall ist neben Kunststoff eines der am h\u00e4ufigsten verwendeten Materialien in der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/additive-fertigung\/\">additiven Fertigung<\/a>. Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich dieses Material f\u00fcr die anspruchsvollsten M\u00e4rkte und f\u00fcr Anwendungen, die h\u00e4ufig hohe Leistungsanforderungen stellen. In unserem heutigen Artikel m\u00f6chten wir zwei der wichtigsten Metalldruckverfahren vergleichen, n\u00e4mlich die <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3ddruck-laserschmelzen\/\">Laser-Pulverbett-Schmelztechnologie<\/a> (LPBF) und die <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/ein-leitfaden-zu-direct-energy-deposition-ded-im-3d-druck\/\">Materialabscheidung unter konzentrierter Energie<\/a> (DED). Wir werden die Merkmale, die h\u00e4ufigsten Anwendungen und die wichtigsten Hersteller jeder Technologie untersuchen und dabei ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede hervorheben.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Um mit einer kurzen Einf\u00fchrung zu beginnen: PBF umfasst mehrere additive Fertigungsverfahren, bei denen ein Pulverbett verwendet wird, sei es Kunststoff, Keramik oder Metall. Wie Sie vielleicht schon bemerkt haben, werden wir uns <strong>heute mit Metallen besch\u00e4ftigen<\/strong>. Bei diesem Verfahren kann als Energiequelle ein Laser oder ein Elektronenstrahl verwendet werden &#8211; dann spricht man vom <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/elektronenstrahl-schmelzen\/\">Elektronenstrahlschmelzen<\/a> (EBM), das 2002 vom Hersteller Arcam eingef\u00fchrt wurde. Wir werden uns jedoch nur auf das Verfahren konzentrieren, bei dem ein Laser als W\u00e4rmequelle verwendet wird. Das Verfahren ist auch unter anderen Namen bekannt, je nach den Bezeichnungen der verschiedenen Hersteller, wie z. B. DMLS, ein Begriff, der 1994 von der Firma EOS, dem Marktf\u00fchrer im Bereich des <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-metalldruck\/\">3D-Metalldrucks<\/a>, patentiert wurde. Das Akronym stammt aus dem Deutschen f\u00fcr <em>Direkt Metall Laser Schmelzen<\/em> und wird im Englischen mit Direct Metal Laser Melting \u00fcbersetzt. Man kann auch von SLM f\u00fcr Selective Laser Melting sprechen, ein Begriff, der 1995 vom Fraunhofer-Institut eingef\u00fchrt wurde.<\/p>\n<div id=\"attachment_75948\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-75948\" class=\"wp-image-75948 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/PBF-procede.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-75948\" class=\"wp-caption-text\">Das PBF-Verfahren<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wenn wir uns nun das DED-Verfahren anschauen, so ist es eine neuere Methode als die Metallpulverbett-Technologien. Sie ist seit Jahrzehnten bekannt, wurde aber erst in den letzten zehn Jahren wirklich wirksam. Bei dem Verfahren wird ein Material in Form von Pulver oder Draht verwendet, das durch eine direkte Energiequelle geschmolzen wird, w\u00e4hrend es gleichzeitig direkt auf das Werkst\u00fcck aufgetragen wird. Das Verfahren ist vor allem f\u00fcr seine F\u00e4higkeit bekannt, gro\u00dfe Metallgegenst\u00e4nde zu reparieren und\/oder zu beschichten. Die DED-Technologie kann verschiedene Energiequellen wie Laser, Plasma oder Elektronenstrahl nutzen. Beispielsweise f\u00e4llt die WAAM-Technologie (Wire Arc Additive Manufacturing) in diese Kategorie. Es ist daher nicht einfach, die Verfahren PBF und DED zu vergleichen, da es sich um zwei unterschiedliche Technologien handelt. Wir werden daher versuchen zu verstehen, wie sie funktionieren, worin sie sich unterscheiden und wie sie sich erg\u00e4nzen k\u00f6nnen.<\/p><div class=\"dnati-inside-article\" id=\"dnati-4277180459\"><a data-no-instant=\"1\" href=\"https:\/\/us06web.zoom.us\/webinar\/register\/3017742609846\/WN_qTQJLgBdT7qM81bWlSiRdQ\" rel=\"noopener\" class=\"a2t-link\" target=\"_blank\" aria-label=\"LB (2)\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2026\/03\/LB-2.gif\" alt=\"\"  width=\"850\" height=\"150\"   \/><\/a><\/div>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Wie funktionieren die Metallverfahren PBF und DED?<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Der 3D-Druckprozess beginnt, wie jedes andere Verfahren auch, mit der Erstellung eines 3D-Modells des zu druckenden Objekts mithilfe einer <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/top-10-cad-software-fuer-jedes-niveau\/\">CAD-Software<\/a>. Ein Slicer schneidet das Werkst\u00fcck dann digital in Schichten.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beginnen wir mit dem Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren: Die Kammer wird mit einem Inertgas auf die ideale Temperatur erhitzt (zur Erkl\u00e4rung: Beim EBM-Verfahren muss dies im Vakuum geschehen). Eine d\u00fcnne Schicht Pulver wird dann auf die Platte aufgetragen, die ebenfalls auf eine Temperatur von etwa 300\/400 \u00b0C erhitzt wird. Der Laser schmilzt dann selektiv die Metallpartikel und verfestigt sie. Sobald die Schicht fertig ist, bewegt sich die Platte nach unten, sodass eine weitere Schicht Pulver hinzugef\u00fcgt werden kann. Der Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Endteil entsteht. Sobald es fertig ist, muss es abk\u00fchlen. Anschlie\u00dfend wird das umgebende lose Metallpulver entfernt, ebenso wie die <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/stuetzstrukturen-im-3d-druck-270220231\/\">St\u00fctzstrukturen<\/a>, die beim PBF fast immer ben\u00f6tigt werden. Sie sind vor allem f\u00fcr die erste Schicht sehr empfehlenswert, um das Teil auf der Druckplatte zu fixieren, ohne die Geometrie und die endg\u00fcltigen Eigenschaften des Teils zu beeintr\u00e4chtigen. Schlie\u00dflich durchlaufen die Metallteile verschiedene <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/loesungen-zur-nachbearbeitung-3d-druck-291020201\/\">Nachbehandlungsprozesse<\/a>, auf die wir in dem daf\u00fcr vorgesehenen Abschnitt n\u00e4her eingehen werden.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Was DED betrifft, so k\u00f6nnte man es mit <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-druck-schmelzschichtung\/\">Extrusion<\/a> und PBF vergleichen. Tats\u00e4chlich werden bei dieser Technologie Teile mit einer fokussierten Energiequelle hergestellt, die das Material zum Schmelzen bringt. Der Druckkopf wird mit Metallpulver oder -draht versorgt und eine D\u00fcse tr\u00e4gt Schicht f\u00fcr Schicht das verwendete Metall auf. Das Metall wird geschmolzen, w\u00e4hrend es aus der D\u00fcse auf eine Basis oder ein Bauteil trifft, das repariert werden soll. Der Prozess wird wiederholt, bis das 3D-Modell erreicht ist, das zuvor mithilfe einer CAD-Software entworfen wurde.<\/p>\n<div id=\"attachment_75947\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-75947\" class=\"wp-image-75947 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Sans-titre-1.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-75947\" class=\"wp-caption-text\">Das DED-Verfahren mit Laser<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">DED-3D-Drucker sind Industriemaschinen, die mit drei m\u00f6glichen Energiequellen betrieben werden k\u00f6nnen: Laser, Elektronenstrahl und Plasma. Je nachdem, welche Energieart gew\u00e4hlt wird, verf\u00fcgt der 3D-Drucker \u00fcber eine andere Umgebung. Zu beachten ist, dass die meisten DED-Maschinen gro\u00dfe Industriemaschinen sind, die eine geschlossene und kontrollierte Konstruktion ben\u00f6tigen, um zu funktionieren. Bei Systemen mit dem Laser ist eine v\u00f6llig neutrale Kammer f\u00fcr die reaktiven Metalle unerl\u00e4sslich. Dies erfordert eine gro\u00dfe Menge an Gas und Zeit, um die gew\u00fcnschten Sauerstoffwerte zu erreichen. F\u00fcr den Elektronenstrahl muss der Prozess im Vakuum durchgef\u00fchrt werden, um zu verhindern, dass die Elektronen mit Luftmolek\u00fclen interagieren oder von diesen abgelenkt werden. Bei der Verwendung von Plasma als Energiequelle schlie\u00dflich wird das Material in einer tr\u00e4gen Umgebung von Argongas pr\u00e4zise geschmolzen. Der Prozess wird zur Qualit\u00e4tssicherung mehr als 600 Mal pro Sekunde \u00fcberwacht.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Vorteile und Grenzen von PBF und DED<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das Metall-Laserschmelzen ist eine der am h\u00e4ufigsten verwendeten Technologien zur Herstellung von direkt verwendbaren Endteilen, im Gegensatz zum DED, das eher zur Reparatur, Beschichtung oder zum Hinzuf\u00fcgen von kundenspezifischen Teilen verwendet wird. Betrachtet man beide Techniken, so stellt man fest, dass sie beide Vor- und Nachteile haben. Der Hauptvorteil des metallischen Laserschmelzens besteht darin, dass es die Herstellung von Teilen mit hoher geometrischer Komplexit\u00e4t erm\u00f6glicht. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht die Technologie in Kombination mit der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/topologie-optimierung-3d-druck-281220161\/\">Topologieoptimierung<\/a> die Herstellung leichterer Metallteile mit weniger Material, was in Branchen wie der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/infografik-3d-druck-automobilbranche-181020221\/\">Automobil<\/a>&#8211; oder der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/infografik-weltraumforschung-190120231\/\">Luft- und Raumfahrtindustrie<\/a> von entscheidender Bedeutung ist.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die DED-Technologie hingegen ist ideal f\u00fcr die Bearbeitung gro\u00dfer Metallteile mit hohen mechanischen Eigenschaften. DED-3D-Drucker bestehen aus einer D\u00fcse, die auf einem mehrachsigen Roboterarm (es k\u00f6nnen vier oder f\u00fcnf sein) angebracht ist, was einen hohen Freiheitsgrad sowie ein gro\u00dfes Druckvolumen erm\u00f6glicht. In Bezug auf die Produktionszeit ist der Prozess der Materialablage, bei dem bis zu 5 kg\/h gedruckt werden k\u00f6nnen, einer der schnellsten. Laut Optomec, einem amerikanischen Hersteller von 3D-Druckern, ist DED zehnmal schneller als PBF. Das ist ein Vorteil, aber auch ein Nachteil in Bezug auf die Pr\u00e4zision der Teile, denn eine h\u00f6here Druckgeschwindigkeit erfordert eine gr\u00f6\u00dfere Schichtdicke (zwischen 5 und 10 mm) und damit eine weniger genaue Wiedergabe der Teile. PBF hingegen weist sehr d\u00fcnne Schichten auf (bis zu 0,02 mm), und der Laser bearbeitet das Teil Punkt f\u00fcr Punkt, was die Produktionszeit verl\u00e4ngert, aber die Detailgenauigkeit erh\u00f6ht.<\/p>\n<div id=\"attachment_75965\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-75965\" class=\"wp-image-75965 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Metal_piece_topology.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-75965\" class=\"wp-caption-text\">Dank der Topologieoptimierung k\u00f6nnen 3D-gedruckte Metallteile leichter sein<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Was die Gr\u00f6\u00dfe der Teile angeht, so beg\u00fcnstigt DED die Herstellung von Produkten in gro\u00dfem Ma\u00dfstab, wo das Pulverbettschmelzen durch die Gr\u00f6\u00dfe der Platte begrenzt bleibt. Zu beachten ist, dass das gr\u00f6\u00dfte Teil, das mit PBF hergestellt werden kann, nicht gr\u00f6\u00dfer als ein Meter ist, w\u00e4hrend DED die M\u00f6glichkeit bietet, auf gro\u00dfen Fl\u00e4chen von mehreren Metern zu arbeiten. Beide Technologien bieten jedoch Vorteile in Bezug auf die <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/additive-fertigung-nachhaltigkeit-241120211\/\">Nachhaltigkeit<\/a>. Beim Schmelzverfahren kann <strong>in einigen F\u00e4llen und bei bestimmten Metallen<\/strong> das unbehandelte Pulver wiederverwendet werden, da man das neue Pulver mit dem alten Pulver mischen kann. DED hingegen verbraucht weniger Material im Herstellungsprozess, auch wenn das Verfahren Bearbeitungstechniken erfordert, das Material vom Werkst\u00fcck abtr\u00e4gt. Dennoch tragen beide Technologien im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Baumethoden zur Abfallreduzierung bei.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Von einem eher &#8222;praktischen&#8220; Standpunkt aus betrachtet ist die PBF-Technologie nicht f\u00fcr die Massenproduktion geeignet, da sie im Vergleich zum CNC-Bearbeitungsprozess zu teuer w\u00e4re. Sie ist daher eher f\u00fcr Kleinserien geeignet, die spezifische oder personalisierte Geometrien erfordern, wie z. B. bei Zahnprothesen, und wird dort auch genutzt. Schlie\u00dflich hat auch die Menge des beim PBF-Druck verwendeten Materials einen gr\u00f6\u00dferen Einfluss auf die Produktionskosten als beim DED. Die Beschr\u00e4nkungen dieser Technologie liegen darin, dass sie nicht f\u00fcr die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien geeignet ist. Deswegen wird DED f\u00fcr Teile mit einfachen Formen verwendet. Die gro\u00dfen Abmessungen der Bauteile wirken sich jedoch auch auf den Preis aus. Die Maschinenkosten an sich sind sehr hoch, auch wenn das Verfahren immer noch billiger ist als PBF. Schlie\u00dflich gibt es bei beiden Technologien auch zahlreiche Nachbehandlungsschritte, die die Kosten in die H\u00f6he treiben. Wir werden im weiteren Verlauf des Artikels noch genauer darauf eingehen.<\/p>\n<div id=\"attachment_6239\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-6239\" class=\"wp-image-6239 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2023\/03\/DED-big-parts-1.jpg\" alt=\"DED\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-6239\" class=\"wp-caption-text\">Ein Tank, der mit der DED-Technologie von Relativity Space in 3D gedruckt wurde (Bild: Relativity Space)<\/p><\/div>\n<h3>Metall als Hauptmaterial<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Wahl des Materials hat einen gro\u00dfen Einfluss auf beide Technologien, da es die Hauptkosten f\u00fcr jedes der Verfahren darstellt. Bei PBF muss die Kammer mit Metallpulver gef\u00fcllt werden, um die Teile zu drucken, bei DED wird mehr Material ben\u00f6tigt, je gr\u00f6\u00dfer das Teil ist.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Im Allgemeinen bietet das Laserschmelzen eine gro\u00dfe Auswahl an geeigneten Metallen, aber einige sind auch heute noch inkompatibel, wie z. B. \u00e4quivalente St\u00e4hle mit hohem Kohlenstoffgehalt, die sich ideal zum Schwei\u00dfen eignen, oder Aluminium mit hohem Siliziumgehalt. Dies kann ein limitierender Faktor sein, wenn spezifische Materialien ben\u00f6tigt werden. Bei dem Verfahren k\u00f6nnen jedoch Metalle und Legierungen wie Edelstahl, Chromkobalt, Aluminium (haupts\u00e4chlich in der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/infografik-weltraumforschung-190120231\/\">Luft- und Raumfahrt<\/a> und der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/infografik-3d-druck-automobilbranche-181020221\/\">Automobilindustrie<\/a> verwendet), Titan (besonders geeignet f\u00fcr den <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/infographie-der-menschliche-korper-3d-15072015\/\">medizinischen Bereich<\/a>), Inconel und Kupfer eingesetzt werden. Es k\u00f6nnen auch Edelmetalle wie Gold, Platin und Silber gew\u00e4hlt werden. Bei der DED-Technologie hat man die Wahl zwischen Metallen und Keramiken, jedoch werden wir uns hier haupts\u00e4chlich auf ersteres konzentrieren. Keramiken werden n\u00e4mlich kaum verwendet, da sie kompliziert zu verarbeiten sind und nur mit einer Laserenergiequelle kompatibel sind.<\/p>\n<div id=\"attachment_75967\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-75967\" class=\"wp-image-75967 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/DMLS-process-1.jpeg\" alt=\"PBF DED\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-75967\" class=\"wp-caption-text\">Die Metalle, die heute mit den untersuchten Verfahren kompatibel sind, sind breit gef\u00e4chert<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Viele Metalle in Pulver- oder Filamentform k\u00f6nnen auch f\u00fcr die DED-Technologie verwendet werden. Im Gegensatz zur PBF-Technologie k\u00f6nnen bei der direkten Energieabscheidung in der Regel alle schwei\u00dfbaren Materialien verwendet werden, z. B. Titan und Titanlegierungen, Inconel, Tantal, Wolfram, Niob, rostfreier Stahl und Aluminium. In diesem Fall ist es wichtig, dass die Schmelztemperatur h\u00f6her ist als die Kammertemperatur, sodass der Prozess f\u00fcr jedes Material unterschiedliche, kontrollierte Grade erfordert.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Anwendungen f\u00fcr die Metallverfahren PBF und DED<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beide Technologien k\u00f6nnen in einem breiten Spektrum von Anwendungen und Branchen eingesetzt werden. Die gro\u00dfen Unterschiede zwischen den beiden Verfahren sind die Art und Weise, wie das Pulver aufgetragen und mit dem Laser bearbeitet wird, sowie der Zweck, f\u00fcr den die Methoden eingesetzt werden. Sie werden in anspruchsvollen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizin oder im Fall der PBF-Technologie sogar in der <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-druck-immer-groessere-rolle-schmuck-200220231\/\">Schmuckindustrie<\/a> genutzt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der DED-Technologie geh\u00f6ren beispielsweise die Reparatur gro\u00dfer Teile zu den Hauptanwendungen. Im Bezug auf die Luft- und Raumfahrtindustrie, so sind typische Anwendungsbeispiele die Reparatur von Turbinenpropellern, Ventilen oder Werkzeuge jeglicher Art. Es ist auch m\u00f6glich, verschiedene Pulver zu verwenden oder Materialien wie z. B. Stahl und Aluminiumguss zusammenzuf\u00fcgen, um Batterien f\u00fcr Elektromotoren zu schwei\u00dfen. Mit der PBF-Technologie k\u00f6nnen Pulver hingegen nicht zusammengef\u00fcgt werden, da sie sich vermischen w\u00fcrden und unbrauchbar w\u00e4ren. Die Weltraumforschung kann dennoch von den Vorteilen dieser Technologie profitieren, insbesondere bei der Herstellung komplexer und ma\u00dfgeschneiderter Einzel- oder Endteile. Aufgrund ihrer Pr\u00e4zision und Qualit\u00e4t eignen sich PBF-Teile auch besonders f\u00fcr die Endverwendung in der Automobilindustrie, wobei 3D-gedruckte Teile in Autos eingebaut werden, wie z. B. \u00d6labscheider, Fahrgestelle oder Motorkomponenten. Wie bereits erw\u00e4hnt, kann es auch in Verbindung mit Edelmetallen zur Herstellung von Schmuck oder Accessoires verwendet werden. F\u00fcr den medizinischen Bereich bietet diese Technologie die M\u00f6glichkeit, detailltreue Implantate, wie z. B. Sch\u00e4delimplantate aus Metall oder Zahnkronen, individuell f\u00fcr jeden Patienten herzustellen.<\/p>\n<div id=\"attachment_6241\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-6241\" class=\"wp-image-6241 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2023\/03\/Trumpf-1.jpg\" alt=\"trumpf pbf\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-6241\" class=\"wp-caption-text\">Die PBF-Technologie erm\u00f6glicht die Herstellung individueller medizinischer Implantate (Bild: Trumpf)<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wie PBF dient auch das DED-Verfahren im medizinischen Bereich zur Herstellung von orthop\u00e4dischen Implantaten, chirurgischen Ger\u00e4ten und Prothesen. Einige Metalle, wie Titan oder Edelstahl, sind sogar biokompatibel. Das bedeutet, dass sie in den K\u00f6rper eingesetzt werden k\u00f6nnen, ohne dass es zu allergischen Reaktionen des Immunsystems kommt. Schlie\u00dflich wird die Materialabscheidung auch f\u00fcr die sch\u00fctzende Metallbeschichtung verschiedener Arten von Bauteilen verwendet. Dadurch werden die Teile h\u00e4rter und widerstandsf\u00e4higer gegen Korrosion, Rost, Chemikalien oder Witterungseinfl\u00fcsse.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Auch andere Branchen profitieren von diesen Technologien, z. B. die \u00d6l- und Gasindustrie mit Anwendungen wie Druckbeh\u00e4ltern, die mit DED hergestellt werden k\u00f6nnen, sowie die Schifffahrts- und Verteidigungsindustrie, z. B. bei der Herstellung von Bauteilen. Au\u00dferdem ist es bei komplexen Teilen m\u00f6glich, die beiden Technologien erg\u00e4nzend einzusetzen, um ein m\u00f6glichst detailliertes Hybridteil in k\u00fcrzester Zeit zu erhalten. Wie Didier Boisselier, Application and Development Manager for Additive Manufacturing bei Irepa Laser, erl\u00e4utert, wurde beispielsweise ein hybrides Metallteil f\u00fcr den Verteidigungssektor hergestellt. Dieses wies eine hohe interne geometrische Komplexit\u00e4t auf, was die Verwendung von PBF f\u00fcr den Innenbereich erforderlich machte, w\u00e4hrend f\u00fcr das \u00c4u\u00dfere die DED-Technologie eingesetzt wurde, um den Prozess zu beschleunigen.<\/p>\n<div id=\"attachment_6245\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-6245\" class=\"wp-image-6245 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2023\/03\/Trumpf-DED.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-6245\" class=\"wp-caption-text\">DED wird f\u00fcr Teile mit einfacher Geometrie verwendet (Bild: Trumpf)<\/p><\/div>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Die verschiedenen Schritte der Nachbehandlung<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">W\u00e4hrend diese beiden Technologien leistungsf\u00e4hige Teile, Produkte mit Superlegierungen herstellen, die die h\u00e4rtesten Tests bestehen k\u00f6nnen, ist es auch wahr, dass beide Verfahren, um ein solches Ergebnis zu erzielen, mehr Nachbehandlungsschritte erfordern, was Kosten in die H\u00f6he treibt. Zum Beispiel ist die Oberfl\u00e4chenbearbeitung wichtig, wenn auch in unterschiedlichem Ma\u00dfe. Im Falle von PBF ist es notwendig, die Oberfl\u00e4che zu bearbeiten, um sie glatter zu machen, da die Teile k\u00f6rnig aussehen. Bei DED erhalten Sie Teile mit einer unvollkommenen Oberfl\u00e4che, da das Material direkt bei der Extrusion geschmolzen wird. Daher ist der Schritt der CNC-Bearbeitung immer notwendig, um eine definiertere und glattere Oberfl\u00e4che zu erhalten.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Au\u00dferdem f\u00fchrt die schnelle Erw\u00e4rmung und Abk\u00fchlung des Metalls in beiden Prozessen dazu, dass sich innere Spannungen aufbauen. W\u00e4rmebehandlungen k\u00f6nnen diese Spannungen lindern und die mechanischen Eigenschaften wie H\u00e4rte, Dehnung, Erm\u00fcdungsfestigkeit usw. verbessern. F\u00fcr das Metall-Laserschmelzen m\u00fcssen \u00fcbersch\u00fcssiges Pulver und Substrate entfernt werden. Dies kann manuell, maschinell oder durch Drahterosion erfolgen. Danach folgt die Oberfl\u00e4chenbearbeitung, bei der ein Polier- oder CNC-Prozess hinzugef\u00fcgt werden kann, um die \u00c4sthetik des Teils zu verbessern. Bei der DED-Technologie ist das Fr\u00e4sen (CNC) des Teils ein wesentlicher Schritt bei der Endbearbeitung des Teils. Diese ist zeitaufwendig und erfordert angesichts der betr\u00e4chtlichen Gr\u00f6\u00dfe der Teile eine hohe Investition. Im Allgemeinen sind die am h\u00e4ufigsten verwendeten Techniken f\u00fcr die Nachbearbeitung von Metallteilen das hei\u00dfisostatische Pressen (HIP), bei dem alle verbleibenden internen Mikroporosit\u00e4ten entfernt werden und das Teil vollst\u00e4ndig verfestigt wird, und das Gl\u00fchen, eine W\u00e4rmebehandlungsoption, die zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Teils durch Erhitzen auf eine hohe Temperatur und anschlie\u00dfendes schnelles Abk\u00fchlen verwendet wird. Zu den Methoden der Oberfl\u00e4chenveredelung von Metallen geh\u00f6ren Trocken-Elektropolieren, Sandstrahlen usw.<\/p>\n<div id=\"attachment_75966\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-75966\" class=\"wp-image-75966 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/metal_supports.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-75966\" class=\"wp-caption-text\">Die St\u00fctzstrukturen f\u00fcr den 3D-Druck m\u00fcssen entfernt werden<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Man sollte bedenken, dass es sowohl f\u00fcr DED als auch f\u00fcr PBF nicht m\u00f6glich ist, einen einheitlichen Nachbehandlungsprozess zu definieren, der von der Gr\u00f6\u00dfe des Teils, dem verwendeten Metall (z. B. erfordern Materialien wie Titan spezielle, m\u00f6glicherweise teurere Behandlungen), der Art des hergestellten Teils und den von jeder spezifischen Industrie geforderten Spezifikationen abh\u00e4ngen wird.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Die wichtigsten Hersteller<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Heutzutage bieten viele Hersteller Laserschmelzanlagen f\u00fcr das Pulverbettverfahren an. Zu den wichtigsten geh\u00f6ren EOS, ein wichtiger Akteur im Bereich des 3D-Metalldrucks, der auch heute noch einer der f\u00fchrenden Hersteller von DMLS-3D-Druckern ist. Nicht zu vergessen ist 3D Systems, das 2013 die franz\u00f6sische Marke Phenix Systems aufkaufte, um im Segment der additiven Metallfertigung zu expandieren. Das Verfahren wurde als DMP f\u00fcr Direct Metal Printing bezeichnet. Andere Unternehmen bieten Metall-Laserschmelzdrucker an, darunter das britische Unternehmen Renishaw oder der deutsche Hersteller SLM Solutions &#8211; die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollst\u00e4ndigkeit.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Zu den Herstellern, die sich auf DED-Lasermaschinen spezialisiert haben, geh\u00f6rt AddUp, das 2018 BeAM, einen der f\u00fchrenden Hersteller von DED-Maschinen auf dem Markt, \u00fcbernommen hat. Das Unternehmen bietet auch zwei L-PBF-L\u00f6sungen an. Das US-amerikanische Unternehmen Optomec ist mit seinem patentierten LENS-Verfahren, das 1998 auf den Markt gebracht wurde, ebenfalls einer der f\u00fchrenden Akteure auf dem Markt. Das Unternehmen verf\u00fcgt heute \u00fcber nicht weniger als sieben L\u00f6sungen. Erw\u00e4hnenswert sind auch die Hersteller FormAlloy, DMG Mori, InssTek, Relativity und Meltio. Letzterer behauptet, die preiswertesten DED-Maschinen auf dem Markt anzubieten.<\/p>\n<div id=\"attachment_75949\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-75949\" class=\"wp-image-75949 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/AMFG-.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-75949\" class=\"wp-caption-text\">Bild: AMFG<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Andere Unternehmen bieten beide L\u00f6sungen an, wie z. B. das deutsche Unternehmen Trumpf oder das italienische Unternehmen Prima Additive, wobei letzteres f\u00fcr Kupfer und reflektierende Metalle die Option eines Doppellasers oder eines gr\u00fcnen Lasers anbietet. Unsere Liste erhebt nat\u00fcrlich keinen Anspruch auf Vollst\u00e4ndigkeit.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Preise<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wie bereits erw\u00e4hnt, sind die Preise zwischen DED- und PBF-3D-Druckern zwar hoch, aber nicht gleich. Tats\u00e4chlich soll das Verfahren, bei dem Material unter konzentrierter Energie aufgetragen wird, f\u00fcnfmal g\u00fcnstiger sein als das Pulverbettschmelzen. Es ist schwierig, genaue Zahlen zu nennen. Die Hersteller geben die Preise f\u00fcr ihre Produkte online nicht bekannt, und die Kosten k\u00f6nnen variieren, je nachdem, wie der Nutzer den <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/beliebte-3d-drucker-040720171\/\">3D-Drucker<\/a> betreiben wird. Es h\u00e4ngt ebenfalls davon ab, ob der K\u00e4ufer auch von Nachbearbeitungsl\u00f6sungen oder speziellen Materialien profitieren m\u00f6chte. Beachten Sie auf jeden Fall, dass es schwierig sein wird, ein Metallger\u00e4t dieser Kategorie f\u00fcr weniger als 80.000 US-Dollar zu finden. Manche 3D-Drucker kosten sogar fast 1.000.000 US-Dollar. Bei L\u00f6sungen f\u00fcr das Laserschmelzen auf einem Pulverbett k\u00f6nnen die Preise bei 200.000 $ beginnen. Ein Beispiel hierf\u00fcr ist der DMP Flex 350 von 3D Systems, der auf etwa 575.000 $ gesch\u00e4tzt wird, oder der DMP Factory 350, der bis zu 763.000 $ kosten kann. Bei DED-Systemen k\u00f6nnen die Preise erheblich steigen, wenn man komplexere L\u00f6sungen in Betracht zieht, wie die Hybridmaschine LASERTEC 6600 DED von DMG MORI, die sowohl die DED-Technologie als auch subtraktive Bearbeitung in einer einzigen L\u00f6sung vereint. Die gesch\u00e4tzten Kosten hierf\u00fcr sind mit 1,5 bis 3 Millionen Euro eine der h\u00f6chsten.<\/p>\n<div id=\"attachment_45785\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-45785\" class=\"wp-image-45785 size-full\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2023\/03\/VS-Tables.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2023\/03\/VS-Tables.jpg 700w, https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2023\/03\/VS-Tables-600x343.jpg 600w, https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2023\/03\/VS-Tables-160x91.jpg 160w\" sizes=\"auto, (max-width: 700px) 100vw, 700px\" \/><p id=\"caption-attachment-45785\" class=\"wp-caption-text\">Bild: 3Dnatives<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Welche Technologie w\u00fcrden Sie w\u00e4hlen? Das Laserschmelzen auf einem Pulverbett oder die Materialabscheidung unter konzentrierter Energie? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf. <a href=\"https:\/\/www.facebook.com\/3Dnativesde\/\">Facebook\u00a0<\/a>oder\u00a0<a href=\"https:\/\/www.linkedin.com\/groups\/13502336\/\">LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0<a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-druck-newsletter\/\">w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Metall ist neben Kunststoff eines der am h\u00e4ufigsten verwendeten Materialien in der additiven Fertigung. Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich dieses Material f\u00fcr die anspruchsvollsten M\u00e4rkte und f\u00fcr Anwendungen, die h\u00e4ufig hohe Leistungsanforderungen stellen. 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