{"id":66269,"date":"2026-11-05T00:00:37","date_gmt":"2026-11-04T23:00:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=66269"},"modified":"2026-11-04T22:18:13","modified_gmt":"2026-11-04T21:18:13","slug":"startup3d-matterwave-metall-3d-druck-05112026","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/startup3d-matterwave-metall-3d-druck-05112026\/","title":{"rendered":"#Startup3D: MatterWave nutzt mechanische Wellen, um den Metall-3D-Druck besser zu kontrollieren"},"content":{"rendered":"

Beim Metall-3D-Druck l\u00e4sst sich das Pulver mittlerweile sehr pr\u00e4zise aufschmelzen, doch was beim Abk\u00fchlen und Erstarren des Metalls geschieht, blieb bislang weitgehend dem Zufall \u00fcberlassen. Wer im Bereich Laser-Pulverbettschmelzen<\/a> (LPBF) t\u00e4tig ist, kennt die Folgen: Eigenspannungen, Rissbildung, Schwankungen von Bauteil zu Bauteil sowie umfangreiche W\u00e4rmebehandlungen und Qualifizierungspr\u00fcfungen. Infolgedessen lassen sich heute nur wenige Legierungen zuverl\u00e4ssig drucken.<\/p>\n

Das US-Startup MatterWave<\/strong> hat sich zum Ziel gesetzt, diese Abk\u00fchlphase zu steuern. Sein Nachr\u00fcstmodul \u201eDaedalus<\/strong>\u201c wird an der Bauplattform eines bestehenden Metall-3D-Druckers installiert und leitet w\u00e4hrend der Erstarrung gezielt abgestimmte mechanische Schwingungen in das Schmelzbad ein, wodurch die Kristallstruktur des Metalls in Echtzeit gezielt beeinflusst wird. Ersten Angaben von MatterWave zufolge konnte die Erm\u00fcdungslebensdauer gegen\u00fcber konventionell gefertigten Bauteilen um bis zu den Faktor zehn gesteigert werden.<\/p>\n

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Vom Labor in Hongkong zum Nachr\u00fcstmodul<\/h2>\n

Alex Tili\u021b\u0103, CEO und Gr\u00fcnder von MatterWave, besch\u00e4ftigte sich \u00fcber 15 Jahre lang mit der Forschung zur additiven Metallfertigung, unter anderem im Rahmen seiner Promotion und Postdoc-T\u00e4tigkeit an der Hong Kong University of Science and Technology. Auf der Grundlage der Wellenphysik kam er zu dem Schluss, dass eine geringe Erm\u00fcdungslebensdauer, eine geringe Reproduzierbarkeit und die Notwendigkeit von W\u00e4rmebehandlungen auf die Art und Weise zur\u00fcckzuf\u00fchren sind, wie sich Kristallstrukturen w\u00e4hrend des Abk\u00fchlvorgangs bilden.<\/p>

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Urspr\u00fcnglich hatte MatterWave geplant, einen eigenen Drucker zu entwickeln. Nach dem Umzug in die USA kam das Team jedoch zu dem Schluss, dass kommerzielle LPBF-Anlagen bereits ausgereift genug waren. Daher entschied sich das Team, ausschlie\u00dflich die eigene Kerntechnologie weiterzuentwickeln, anstatt eine komplette Maschine von Grund auf neu zu bauen.<\/p>\n

Wie Daedalus funktioniert<\/h2>\n

W\u00e4hrend Druckerhersteller das Aufschmelzen von Metallpulver inzwischen gut kontrollieren k\u00f6nnen, blieb der Abk\u00fchlprozess bislang weitgehend unbeeinflusst. Das Modul \u2013 im Wesentlichen eine Anordnung mehrerer Wandler \u2013 leitet w\u00e4hrend der Erstarrung des Schmelzbads Schwingungen mit bestimmten Frequenzen und Amplituden ein und beeinflusst so direkt die Keimbildung und Ausrichtung der Kristalle. Die Frequenz wird dabei gezielt auf die thermomechanischen Eigenschaften des jeweiligen Materials abgestimmt.<\/p>\n

Bei diesen Schwingungen handelt es sich um Phononen \u2013 das mechanische Gegenst\u00fcck zu Photonen. Da das Modul lediglich an den Bauraum des Druckers angebunden werden muss, l\u00e4sst es sich an praktisch jeden Metall-3D-Drucker anpassen; den gr\u00f6\u00dften Nutzen bietet es dabei f\u00fcr schmelzbasierte Verfahren wie LPBF und Directed Energy Deposition<\/a> (DED).<\/p>\n

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Erschlie\u00dfung neuer Legierungen<\/h2>\n

Ein gro\u00dfes Potenzial des Systems liegt darin, bislang schwer verarbeitbare Materialien f\u00fcr den 3D-Druck zug\u00e4nglich zu machen, die zur Rissbildung neigen. Risse entstehen h\u00e4ufig durch Kristallbildung. Bei kohlenstoffreichen St\u00e4hlen kann beispielsweise im Kristallgitter eingeschlossener Kohlenstoff zur Verspr\u00f6dung beitragen. Mit Daedalus setzt die Kristallbildung fr\u00fcher ein. Dadurch k\u00f6nnen Legierungselemente aus dem Kristallgitter herausdiffundieren, sodass eine Struktur mit geringeren Eigenspannungen und h\u00f6herer Duktilit\u00e4t entsteht.<\/p>\n

Auf der International Conference on Advanced Manufacturing (ICAM) bekundeten potenzielle Kunden gro\u00dfes Interesse an schwer zu verarbeitenden Werkstoffen wie der Aluminiumlegierung 7075, Hastelloy, Werkzeugst\u00e4hlen und verschiedenen Inconel-Legierungen.<\/p>\n

Den Engpass bei der Qualifizierung \u00fcberwinden<\/h2>\n

MatterWave hat Daedalus in einer EOS M 290 installiert und im Rahmen eines Auftrags aus der Luft- und Raumfahrtindustrie mit der Qualifizierung von Inconel 718 begonnen. Die Qualifizierung eines additiven Fertigungsverfahrens f\u00fcr Metall dauert typischerweise ein bis zwei Jahre und verursacht Kosten von rund einer Million Dollar, was vor allem auf Unterschiede zwischen einzelnen Bauteilen sowie zwischen verschiedenen Maschinen zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Durch die Reduzierung dieser Schwankungen m\u00f6chte MatterWave die Qualifizierungsprozesse beschleunigen.<\/p>\n

Die langfristige Vision, die MatterWave als \u201eprogrammierbare Materie\u201c bezeichnet, besteht darin, Bauteile bereits w\u00e4hrend des Druckprozesses mit gezielt eingestellten mechanischen Eigenschaften auszustatten und so Nachbearbeitungsschritte wie Spannungsarmgl\u00fchen und hei\u00dfisostatisches Pressen (HIP<\/a>) zu reduzieren oder ganz zu eliminieren.<\/p>\n

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Wie geht es weiter?<\/h2>\n

MatterWave arbeitet derzeit als Subunternehmer an einem durch das US-amerikanische Small Business Innovation Research (SBIR)-Programm gef\u00f6rderten Projekt. W\u00e4hrend die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien bereits seit 2017 wissenschaftlich untersucht und best\u00e4tigt wurden, konzentriert sich das Startup nun darauf, die Leistungsf\u00e4higkeit seiner Technologie unter kommerziellen Bedingungen nachzuweisen und strebt eine breitere Markteinf\u00fchrung in etwa zwei Jahren an.<\/p>\n

Weitere Informationen zu MatterWave finden Sie HIER<\/a><\/strong> auf der Website des Unternehmens.<\/p>\n

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K\u00f6nnten Nachr\u00fcstl\u00f6sungen wie Daedalus der Schl\u00fcssel dazu sein, neue Legierungen f\u00fcr den Metall-3D-Druck zu erschlie\u00dfen?<\/p>\n

*Bild: MatterWave<\/em><\/p>\n

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