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U.S. Navy nutzt den neu eingeführten 3D-Drucker ElemX von Xerox

Auf 9. Februar 2021 von Isabell I. veröffentlicht

Letztes Jahr kündigte Xerox die Übernahme des Start-ups Vader Systems an, das sich auf die additive Fertigung von Flüssigmetall spezialisierte. Das Unternehmen – überzeugt vom Potential der Technologie – verkündete ihre Ambition, in den 3D-Markt einzusteigen. Ein Jahr später hat Xerox nun seinen ersten Flüssigmetall-3D-Drucker, den ElemX, vorgestellt. Das Gerät verwendet Drähte aus Metall, insbesondere Aluminium, die Schicht für Schicht geschmolzen werden, um das endgültige Teil zu produzieren. Der Hersteller hofft, damit die Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Marine- sowie Öl- und Gasindustrie anzusprechen. Die Naval Postgraduate School in Kalifornien hat bereits eine Maschine als Teil eines neuen gemeinschaftlichen Forschungsprojekts über die Anwendungen des 3D-Drucks für die US-Marine in Auftrag gegeben.

Derzeit werden bei den meisten additiven Metall-Fertigungsverfahren Pulver verwendet, um mehr oder weniger komplexe Teile herzustellen. Diese Materialien können sowohl für die Gesundheit als auch für die Sicherheit des Anwenders ein Risiko darstellen. Das französische Forschungs- und Sicherheitsinstitut INRS hatte darüber hinaus einen vollständigen Bericht über die möglichen Risiken beim Umgang mit Metallpulver veröffentlicht. Dazu gehören chemische Risiken, Explosionen und Feuer. Entsprechend setzte Xerox auf eine Maschine, die auf Metalldraht statt auf Pulver setzt. So schuf das Unternehmen den ElemX, der 2,7 Meter breit und 2,1 Meter hoch ist. Die Naval Postgraduate School (NPS) in Kalifornien war eine der ersten, die en ersten ElemX im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit Xerox zur additiven Fertigung erhielt. Die NPS wird die Maschine nutzen, um neue Fähigkeiten für die Navy und das Marine Corps zu erforschen.

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Die Bauplatte des ElemX. (Bildnachweis: Xerox)

Der ElemX von Xerox basiert auf einem flüssigen 3D-Druckverfahren

Das Liquid-Metal-Verfahren basiert auf einem Metalldraht, in diesem Fall Aluminium: Die Spule wird auf die Maschine gelegt und der Draht wird in einen Tank geführt, der auf über 800°C erhitzt wird. Das Metall wird geschmolzen und bildet Tröpfchen, die dann mit Hilfe eines Magnetfeldes auf die Schale geschleudert werden. Nach Angaben des Herstellers ist die Maschine in der Lage, bis zu 1.000 Tropfen pro Sekunde abzuscheiden. Daher ist der Herstellungsprozess schneller als bei pulverbasierten Lösungen und erfordert weniger Nachbehandlung. Das genaue Druckvolumen der Maschine ist nicht bekannt, es wird aber vermutet, dass sie Teile bis zu einer Größe von etwa 300 x 300 x 127 mm herstellen kann.

Die Naval Postgraduate School (NPS) waren die ersten, die den ElemX eingesetzt haben. Wie der Name schon sagt, ist die NPS eine Graduiertenschule für Marineoffiziere in den Vereinigten Staaten. Sie entschied sich daher, die Maschine auf ihrem Gelände unterzubringen, um deren Einsatzmöglichkeiten für die Konstruktion von Ersatzteilen für verschiedene Schiffe und U-Boote sowie für Werkzeugarbeiten zu untersuchen. Diese Forschung, insbesondere im Hinblick auf flüssige 3D-Druckverfahren, hat das Potential, die Art und Weise, wie das Militär seine im Einsatz befindlichen Streitkräfte versorgt, drastisch zu verändern. Tali Rosman, Xerox’s Vizepräsident und Geschäftsführer für 3D-Druck, fügte hinzu: „Globale Lieferketten machen Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, den Schwermaschinenbau sowie die Öl- und Gasindustrie anfällig für externe Risiken. Unser Ziel ist es, lokalisierten 3D-Druck in die Abläufe zu integrieren, und das Echtzeit-Feedback von NPS gibt uns verwertbare Daten, um den ElemX kontinuierlich zu verbessern.

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Mit dem ElemX gedruckte Teile (Bildnachweis: Xerox)

Für die NPS ist die Maschine von Xerox interessant, weil Aluminium ein Metall ist, das resistent gegen Korrosion und Oxidation ist. Dieser Faktor ist eine entscheidende Notwendigkeit in einer maritimen Umgebung. Aluminium ist außerdem kostengünstig und hält den harten Anforderungen des Betriebs stand. Bisher setzt die NPS die 3D-Drucker noch nicht an Bord von Schiffen ein, jedoch wird die Möglichkeit derzeit untersucht. Die Teams müssen noch Tests durchführen, um sicherzustellen, dass die Technologie Hindernissen wie Vibrationen und Erschütterungen sowie generell allen Einschränkungen einer Seereise, standhält. Ann Rondeau, ehemalige Vizepräsidentin der NPS, schlussfolgerte: „Diese gemeinsame Forschungsarbeit mit Xerox und die Nutzung ihrer 3D-Druck-Innovationen ist ein großartiges Beispiel dafür, wie die NPS unsere Militärstudenten in einzigartiger Weise darauf vorbereitet, neuartige Ansätze zu untersuchen, um Fähigkeiten zu entwickeln, herzustellen, zu prototypisieren und zu fertigen, wo immer sie sich befinden. Vom Zeitalter der Segel bis zum Atomzeitalter haben Matrosen auf See Dinge repariert, damit sie die Mission erfüllen können. Bei dieser Partnerschaft geht es um die strategische Fähigkeit der Marine, Matrosen auf Schiffen zu haben, die durch Kreativität und Technologie in der Lage sind, ihre Operationen auf See zu verbessern. Durch die Zusammenarbeit helfen NPS und Xerox dabei, eine Marine für das 21. Jahrhundert aufzubauen.“ Um mehr über den ElemX von Xerox zu erfahren, können Sie sich das nachstehende Video anschauen.

Mehr über den ElemX und die Partnerschaft von Xerox mit der NPS erfahren Sie hier. Was denken Sie über den Xerox ElemX? Wird der flüssige 3D-Druck die pulverbasierten Verfahren als Methode der Wahl für die additive Fertigung von Metallen ablösen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf  Facebook, Twitter LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

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