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Marktanalyse

Additive Fertigung mit Sintertechnologien

| Redakteur: Stefan Guggenberger

Im Bereich des industriellen Metall-3D-Drucks dominieren aktuell Laserschmelzverfahren den Markt. Vor allem bei hoch anspruchsvollen Bauteilen hat sich das Laserstrahlschmelzen durchgesetzt. Eine Studie von Ampower legt nahe, dass sinterbasierte Verfahren diese Dominanz bald aufbrechen könnten.

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Ampower hat die technologische Reife additiver Stintertechnologien untersucht.
Ampower hat die technologische Reife additiver Stintertechnologien untersucht.
(Bild: Ampower)

Weil mit Laserschmelzen vollständig dichte, metallische Gefüge hergestellt werden, hat es sich in hochanspruchsvollen Anwendungsgebieten etablieren können. Dazu zählen Werkzeugbau, Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrt. Beim Lasersintern hingegen, können aufgrund der partiellen Partikelverbindungen unter Umständen poröse Bauteile entstehen.

Dabei verspricht Additive Fertigung mit Sintertechnologien wie dem Binderjetting und Metall FDM Verfahren massive Produktivitätssteigerungen und Kostensenkungen. Zuletzt wurden diese Erwartungen insbesondere von US-amerikanischen Unternehmen wie HP, Desktop Metal und Markforged weiter forciert.

Analyse additiver Sintertechnologien

Das auf industrielle Additive Fertigung spezialisierte Beratungsunternehmen Ampower hat eine unabhängige Analyse der technologischen Reife additiver Sintertechnologien durchgeführt. In diese Analyse sind über 50 Proben von 8 verschiedenen Systemherstellern eingeflossen. Die Resultate werden im vorliegenden Whitepaper mit dem Stand der Technik von Laserstrahlschmelzen (LB-PBF) und Metallspritzguss (MIM) verglichen.

Kostensenkung durch Sintertechnologien

Laut der durchgeführten Kostenanalyse sind heute schon Einsparungen von 40 % im Vergleich zu LB-PBF möglich und dieser Faktor könnte in den kommenden zwei Jahren auf über 60 % steigen. Dieses Potential kann jedoch nur bei einer hohen Packungsdichte im Bauraum von Binderjetting-Anlagen erreicht werden. Generell zielt das Binderjetting auch auf höhere Stückzahlen ab, während Metall-FDM durch seine hohe Flexibilität eher für kleinere Mengen geeignet ist.

Bei der Performance der Materialeigenschaften zeigte LB-PBF seine Stärken. Sinterbasierte Verfahren erreichen noch nicht die Dichte und mechanischen Eigenschaften, die mit LB-PBF möglich sind. Für hochbelastete Metallbauteile ist es also unwahrscheinlich, dass Anwender in naher Zukunft auf Sintern umsteigen werden. Genauere Analysen zu Zugfestigkeit, Härte, Dichte und Mikrostruktur finden Sie im Whitepaper.

Für hochbelastete Metallbauteile bietet Laserstrahlschmelzen Vorteile gegenüber Sinterverfahren.
Für hochbelastete Metallbauteile bietet Laserstrahlschmelzen Vorteile gegenüber Sinterverfahren.
(Bild: Ampower)

Herausforderungen für Sintertechnologien

Die größte Herausforderung additiver Sintertechnologie stellt der Entbindungs- und Sinterprozess dar. Hierfür ist viel Knowhow seitens der Anwender nötig. Vor allem Early Adopter stoßen hier schnell an ihre Grenzen. Daher bedarf es oft nicht unerheblicher Investitionen in die Infrastruktur und das Wissen über Sinterverarbeitung. Für die Automobil- und Maschinenbauindustrie bieten die Binderjetting-Technologie und das Metall FDM Verfahren ein großes Zukunftspotenzial. Sie könnten die Lücke zwischen Guss und LB-PBF in Bezug auf Kosten und Produktivität schließen. Das Whitepaper enthält weitere sinnvolle Anwendungsgebiete, für die untersuchten Sinterverfahren.

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