3D-Metalldruck 3D-Systems entwickelt größten 3D-Metalldrucker für US-Armee

Von Stefan Guggenberger

Letztes Jahr erhielt 3D-Systems den Auftrag über 15 Millionen US-Dollar, seitdem hat das Unternehmen bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung des wohl größten 3D-Metalldruckers gemacht. Erste Testdrucke erreichen bereits eine Größe von 1 m x 1 m x 600 mm. In Zukunft soll das System die US-Armee bei der Entwicklung neuer Technologien unterstützen.

Firma zum Thema

Der wohl größte 3D-Metalldrucker verfügt über insgesamt neun Laser. Das System soll zukünftig in die industriellen Lieferketten der US-Armee integriert werden.
Der wohl größte 3D-Metalldrucker verfügt über insgesamt neun Laser. Das System soll zukünftig in die industriellen Lieferketten der US-Armee integriert werden.
(Bild: US-Army)

3D-Systems entwickelt für das Army Research Laboratory (ARL) der US-Streitkräfte den nach eigenen Angaben größten 3D-Metalldrucker der Welt. Wie das Unternehmen mitteilt, wurden auf dem neuen System bereits erste Testdrucke mit einer Größe von 1 m x 1 m x 600 mm realisiert. Für ihre zukünftigen Anwendungsgebiete muss die neue Plattform aber nicht nur groß sein, sie muss auch präzise und schnell arbeiten. Die US-Armee plant den 3D-Drucker für Langstreckenmunition, Kampffahrzeuge, Hubschrauber sowie Luft- und Raketenabwehrsysteme einzusetzen. Dabei soll 3D-Metalldruck in Zukunft nicht nur eine Ergänzung sein, sondern die industrielle Basis der Armee-Lieferketten revolutionieren.

Neun Laser, umfassende Prozessüberwachung und eine Vakuumkammer

Für die neue Fertigungsplattform nutzt 3D-Systems Technologien aus seiner DMP-Plattform (Direct Metal Printing). Dabei ist der optische Zug eines der wichtigsten Komponenten. Dieser ermöglicht es, jeden der insgesamt neun Laser mit einem eigenen Schmelzbad-Überwachungssystem auszustatten.

In der Baukammer sind insgesamt sechs Spiegelreflexkameras direkt über dem Pulverbett installiert, wodurch eine umfassende Überwachung des Druckprozesses gewährleistet werden soll. Nach Unternehmensangaben liefert das Kamerasystem die Baudaten in Echtzeit an die Firmware der Plattform. Die Firmware erfasst zentral alle Eingaben einschließlich Sensordaten, Positionsinformationen, Schmelzbaddaten und Pulverbettbilder in einer SQL-Datenbank. Die weitreichende Datenerfassung soll zur Validierung und Qualifizierung von gedruckten Teilen beitragen.

Außerdem ist das Vakuumkammer-Konzept von 3D-Systems in das neue System integriert. Laut Unternehmensangaben kommt hier ein Inertisierungsverfahren zum Einsatz, welches besonders schnell sein soll und gleichzeitig wenig Argon verbraucht. Die Interisierung reduziert den Sauerstoffgehalt während der Produktion auf unter 25 ppm (Sauerstoffgehalt in der Luft, gemessen in Anteilen pro Millionen). Damit sollen belastbare Teile mit hoher chemischer Reinheit hergestellt werden können. Gleichzeitig soll die Lebensdauer des Materials verbessert werden und eine Wiederverwendbarkeit möglich sein.

3D-Druck wird von der US-Armee befördert

Die Nutzung additiver Fertigung ist für die US-Armee kein Neuland. Bereits seit etwa 20 Jahren wir AM eingesetzt, um Verschleißteile wieder instand zu setzen und individuelle Werkzeuge zu erstellen. Mit der neuen 3D-Druckplattform möchte man allerdings einen Schritt weiter gehen und ganze Lieferketten erneuern. „Als wir dieses Projekt starteten, brauchten wir eine schnellere Möglichkeit, wichtige Komponenten für große Bodenkampf-Subsysteme zu produzieren“, so Stephanie Koch, Program Manager für moderne Fertigung, Materialien und Prozesse bei ARL.

In Zukunft eine vollwertige Produktionslösung

Sobald das System fertig ist, soll es als vollwertige Produktionslösung eingesetzt werden. Zunächst plant die US-Armee die 3D-Metalldrucker in Depots und Laboren einzusetzen. In Zukunft könnte AM aber die gesamte industrielle Basis der US-Armee verändern. „Dieses Projekt hat die einzigartige Fähigkeit geschaffen, ein komplexes Ökosystem gleichzeitig zu planen und anzuwenden, um von Anfang an den Nutzen für die Wettbewerbsfähigkeit der US-Hersteller zu maximieren.“, erklärt Lisa Strama, Präsidentin und CEO von NCMS (National Center for Manufacturing Sciences).

Auch 3D-Pionier Chuck Hull, CTO von 3D-Systems und Entwickler des ersten industriellen 3D-Druckers, sieht großes Potenzial in der neuen Plattform: „Bei der Suche nach einer geeigneten Lösung für ARL haben wir viele Branchenneuheiten entwickelt. Die in den ersten Phasen dieses Projektes erzielten Erfolge sind Antrieb für das weitere Projekt, mit dem wir ARL bei der Erweiterung seiner Fähigkeiten und der Stärkung seiner Lieferkette unterstützen möchten.“

(ID:47016278)