Studie: Kostensenkungen über 80% im Metall-3D-Druck möglich!

Das Beratungsunternehmen Ampower hat eine neue Studie veröffentlicht, die sich eingehend mit dem Metall 3D Druck mithilfe von sinterbasierten Systemen beschäftigt. Die Studie wurde durch 8 Industrieunternehmen in Auftrag gegeben und ist als Download auf www.am-power.de/insights verfügbar.

In der mehr als 40-seitigen Studie werden die sogenannten Binder Jetting und Metall FDM Prozesse untersucht und mit dem heute etablierten Laserstrahlschmelzen (LB-PBF) und Metallspritzgießen (MIM) verglichen. Die wichtigsten Vorteile liegen dabei in den deutlich geringeren Bauteilkosten bei Bindersystemen. Schon heute sind Kostenreduktionen von ca. 40 % für große Stückzahlen möglich. Ampower rechnet für die Zukunft mit möglichen Kostensenkungen um über 80 %. Die neuen 3D Druck Technologien haben jedoch gegenüber den bislang bekannten Verfahren auch Nachteile. So erreichen die Materialeigenschaften nicht dasselbe Niveau was insbesondere bei Herstellern hochbelasteter Bauteile zu Vorbehalten führen wird. Zudem birgt der aufwändige Sinterprozess bislang noch hohe Prozessrisiken, welche beispielsweise zu stark verzogenen Bauteilen führen und die geometrischen Freiheiten stark einschränken.

Matthias Schmidt-Lehr, Co-Autor der Studie und Partner bei Ampower erläutert: „Wir erwarten, dass sich insbesondere im Automobilbau die Binder Technologien gegenüber dem Laserstrahlschmelzen aufgrund der Kostenpotentiale bei hohen Stückzahlen durchsetzen werden. Einschränkungen hinsichtlich der Materialeigenschaften und Prozessrisiken können durch die höheren Stückzahlen und aufwändigere Prozessentwicklung wett gemacht werden. Bei anspruchsvollen Industrien wie der Luft- und Raumfahrt jedoch wird man weiter auf die Laser- und Elektronenstrahlprozesse setzen. Eine kurzfristige Neuausrichtung ist in diesen Branchen nicht zu erwarten zumal viele OEMs hier bereits Standards gesetzt haben und hohe Investitionen getätigt wurden.“

Die Studie erläutert neben den Grundlagen hinsichtlich Kostenstruktur und Materialeigenschaften auch Regeln für das Design und die Gestaltung von Bauteilen, die mittels Bindersystemen hergestellt werden können. Für die Studie wurden über 50 Proben von 8 unterschiedlichen Anlagenherstellern ausgewertet. Neben Zugversuchen und metallographischen Dichteanalysen wurde die Oberflächenrauheit vermessen und eine Computertomografie-Analyse der Bauteile durchgeführt.

Die Additive Fertigung gilt in metallverarbeitenden Industrien als eines der größten Zukunftsthemen. Durch das Verfahren können innerhalb kürzester Zeit direkt aus digitalen Daten metallische Bauteile “gedruckt” werden. Zudem ermöglicht das neue Verfahren Konstruktionen, die mit bisherigen Produktionsmethoden nicht realisiert werden konnten. So werden bereits jetzt individuelle Implantate und Zahnprothesen mittels 3D-Druck gefertigt.