In der traditionellen Fertigung ist reines Kupfer ein schwer zu bearbeitender Werkstoff: Seine Duktilität führt bei subtraktiven Fertigungsverfahren häufig zu Verformungen. Daher muss sich die subtraktive Fertigung oft mit Kupferlegierungen begnügen, die eine geringere elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen.
Reines Kupfer ist im Allgemeinen auch ein schwieriges Material für den 3D-Druck. Metall-AM-Technologien wie das Pulverbettfusionsverfahren (Powder Bed Fusion, PBF) basieren häufig auf Kupferlegierungen, da reines Kupfer bei der Interaktion mit Lasern reflektiert. Im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung und vielen anderen Metall-AM-Technologien eignet sich das Metall-FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) jedoch hervorragend für den Druck von reinem Kupfer.
Mit der neuen Druckeinstellung Fine Features für reines Kupfer können Sie Ihr Metal X System für ein noch breiteres Spektrum von Anwendungen einsetzen – ohne die Komplikationen bei der Bearbeitung von reinem Kupfer oder die Notwendigkeit, sich mit einer Legierung zufrieden zu geben. Im Gegenzug zu längeren Druckzeiten bietet Fine Features den Anwendern die Möglichkeit, die Druckqualität von Teilen aus reinem Kupfer auf dem Markforged Metal X drastisch zu erhöhen. Es sind keine speziellen Düsen oder andere Hardwareänderungen erforderlich; Metal X-Anwender erhalten diese Fähigkeit automatisch zu ihrer Maschine hinzugefügt.
Der Metal X kann die optimalen Eigenschaften von reinem Kupfer liefern und ermöglicht gleichzeitig eine größere Designfreiheit, um komplexe Geometrien zu erreichen, die mit subtraktiver Fertigung entweder unpraktisch oder sogar unmöglich zu produzieren wären. Lesen Sie diesen Blog, um die Besonderheiten der neuen Druckeinstellung Fine Features kennenzulernen, die Anwendungen, die sie eröffnet, und warum Metall-FFF die ideale Technologie für den Druck von reinem Kupfer ist.
Fine Features: noch mehr Kupferanwendungen auf dem Metal X
Fine Features ist jetzt in unserer Slicing-Software Eiger als neue produktionsreife Einstellung für den reinen Kupferdruck verfügbar, ohne dass Hardwareänderungen erforderlich sind. Fine Features erscheint als neue Option für die Schichthöhe. Im Hintergrund haben unsere Ingenieure jedoch die Düsentemperaturen, Extrusionsraten und verschiedene geometrieabhängige Offsets optimiert, um eine optimierte Benutzererfahrung zu bieten, die durch ein Software-Update über die Luft (OTA) freigeschaltet wird. Die Druckqualität wird auf Kosten längerer Druckzeiten (typischerweise ~30 %) drastisch erhöht.
Sie können diese Einstellung verwenden, um eine glattere Oberfläche, eine höhere Maßgenauigkeit, kleinere Featuregrößen und eine höhere Festigkeit zwischen den Schichten zu erzielen. Die Möglichkeit, kleine und komplizierte Merkmale in Kupfer zu drucken, führt zu einer höheren Leistung bei thermischen und elektrischen Anwendungen und öffnet Metal X-Benutzern die Tür zu weiteren Prozessverbesserungen, Kostensenkungen und kürzeren Vorlaufzeiten.
Warum reines Kupfer auf dem Metal X System drucken?
AM vs. subtraktive Fertigung. Bei subtraktiven Fertigungsverfahren ist reines Kupfer bekanntermaßen schwierig zu bearbeiten. Seine hohe Duktilität führt häufig zu Verformungen.
Während das additive Fertigungsverfahren von Natur aus immer mehr Gestaltungsfreiheit bietet, ermöglicht die Einführung von Fine Features beim Metal X ein Maß an Gestaltungsfreiheit, das beim FFF-3D-Druck beispiellos ist. Dadurch können Anwender ein Maß an Bauteiloptimierung erreichen, das bei der subtraktiven Fertigung entweder unpraktisch oder schlichtweg unmöglich wäre.
Metall X im Vergleich zu anderen Metall-AM-Verfahren. Im Gegensatz zu vielen anderen Metall-AM-Verfahren wie Powder Bed Fusion (PBF) oder Direct Metal Laser Sintering (DMLS) wird die Fähigkeit des Metal X Systems, reines Kupfer zu drucken, nicht durch den hohen Reflexionsgrad des Materials beeinträchtigt.
Bei Metall-AM-Prozessen, die mit Lasern arbeiten – wie z. B. Powder Bed Fusion (PBF) – ist reines Kupfer aufgrund seines Reflexionsvermögens nur in geringem Maße druckbar, so dass stattdessen oft Kupferlegierungen verwendet werden müssen. Das Metal X System ist auch wesentlich kostengünstiger: Die Investitionskosten von einigen hunderttausend Dollar sind nur ein Bruchteil der Millionen, die eine PBF-Maschine kostet.
Anwendungen
Das Metal X System wurde entwickelt, um komplexe Teile in kleinen Stückzahlen auf einer leicht zugänglichen, kostengünstigen und benutzerfreundlichen Plattform herzustellen. Ingenieure drucken reines Kupfer auf dem Metal X System, um 1.) die Designvalidierung mit Rapid Prototyping zu rationalisieren, 2.) die Produktion mit Werkzeuganwendungen zu unterstützen und 3.) kundenspezifische Endverbrauchsteile für weitere Anwendungen zu produzieren.
Einige gängige Anwendungen für reines Kupfer, die unsere Kunden auf dem Metal X herstellen, sind:
Thermische Eigenschaften:
Elektrische Eigenschaften:
Wann sollte ich mein Teil maschinell bearbeiten und wann 3D-drucken?
Die Entscheidung, ob ein Teil maschinell bearbeitet oder 3D-gedruckt werden soll, sollte sich nach dem gewünschten Grad der Leistungsoptimierung richten.
Während maschinelle Bearbeitungsverfahren die Form der Teile einschränken, ermöglicht die Designfreiheit des 3D-Drucks die Erstellung komplexer Geometrien, die die Funktionalität einer Anwendung optimieren können.
Konforme Kühlkanäle können in ein Design integriert werden, um Turbulenzen zu erzeugen und die Kühlung zu optimieren. Komplexe Gittergeometrien können so gestaltet werden, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen maximiert wird, wodurch die Wärmeübertragung für eine schnelle Kühlung optimiert wird. Bei Entwürfen, die in eine kompakte Baugruppe passen müssen, können komplexe Merkmale durch enge Bereiche navigieren, um den Formfaktor zu reduzieren.
Über das Metal X System
Das Metal X System ist die am besten zugängliche, durchgängige 3D-Drucklösung für funktionale Metallteile. Es ist viel sicherer, erschwinglicher und einfacher zu bedienen als alternative 3D-Druckverfahren für Metall. Mit dem Metal X können Benutzer komplexe industrielle Teile in nur einem Tag herstellen.
Das Metal X System verwendet ein additives Fertigungsverfahren namens Metal FFF (Fused Filament Fabrication). Bei Metal FFF werden Verfahren aus dem Metall-Spritzguss (MIM) in das FFF-Druckverfahren für Kunst- und Verbundstoffe integriert. Bei FFF-3D-Druckern wird ein Spulenfilament durch eine heiße Düse extrudiert, um ein Teil Schicht für Schicht additiv aufzubauen. Filamente gibt es in verschiedenen Größen und Materialien, von Prototyp-Kunststoffen über industrielle Thermoplaste bis hin zu Metallen.
Mit Metall-FFF kann eine Vielzahl von Metallen gedruckt werden: z. B. Werkzeugstähle, rostfreie Stähle, reines Kupfer und Superlegierungen wie Inconel 625. Das Filament besteht aus einer Formulierung von Metallpulver, das durch Polymer und Wachs gebunden ist, ähnlich wie bei MIM-Feedstock. Anstatt es in eine Form zu spritzen, wird das Filament durch eine beheizte Düse extrudiert, um das Teil Schicht für Schicht zu formen. Nach Abschluss des Druckvorgangs folgen die beiden folgenden Schritte nach demselben Verfahren wie beim MIM: chemisches Entbindern und Sintern in einem Ofen mit Schutzgasatmosphäre.
Lernen Sie mehr über die Anwendungen mit dem Metalldruck!
Für welche Anwendungen eignet sich der Metal X? Wie konstruiere ich richtig für den Metall 3D-Druck? Was sagen Anwender dazu und wo finde ich weitere Infos? – Genau hier sind Sie richtig! Wir haben einige Informationsmöglichkeiten aufgelistet, über die Sie direkt zu den passenden Antworten kommen.
![[Podcast: Fabrik der Zukunft] Ist 3D-Druck ein Businesscase für jede Fabrik?](https://www.mark3d.com/de/wp-content/uploads/2023/08/fabrik-der-zukunft-500x383.png)
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