Von Besteck und chirurgischen Werkzeugen bis hin zu Autoteilen und Turbinenschaufeln – Edelstahl ist überall um uns herum zu finden, und das macht Sinn. Es hat eine starke Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit, und ist ein leichtes und preiswertes Metall, so dass es ein ideales Material für 3D Druck.
Heute wird 3D bedruckter Edelstahl in verschiedenen industriellen Komponenten sowie in Design, Architektur und künstlerischen Anwendungen eingesetzt. Warum geschieht das? Weil sie in der Regel schneller, billiger und effizienter als herkömmliche Fertigungsmethoden ist.
Wenn Sie nach Edelstahl-Ersatzteilen, Prototypen oder Werkzeugen suchen, kann Magic Monkey Network Ihnen 3D Druckdienste anbieten. Werfen wir einen Blick auf die relevanten Kenntnisse über 3D Druck Edelstahl.
1, Warum wählen Sie 3D bedruckten Edelstahl?
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Dieser reibungsfreie Edelstahlzahnradmechanismus wurde von CSEM in der Schweiz für die Europäische Weltraumorganisation entwickelt und verfügt über eine biegsfähige Klinge und eine ineinandergreifende Gitterstruktur, die ohne 3D-Druck nicht hergestellt werden kann (Quelle: ESA)
Hersteller haben eine Geschichte von über 100 Jahren in Stanzen, Schneiden, Formen und Schweißen von Edelstahl. Obwohl die Geschichte des Druckmetalls von 3D nur wenige Jahrzehnte ist, kann es bereits traditionelle Methoden hinsichtlich Geschwindigkeit und Kosten Konkurrenz machen. Darüber hinaus kann der Druck von 3D auch komplexe Designs erzielen, die mit anderen Fertigungsmethoden nicht erreicht werden können, und so Produktinnovationen vorantreiben.
Bevor wir lernen, wie man Edelstahl für 3D Druck verwendet, lassen Sie uns zuerst über "warum" durch das heutige Unternehmen lernen.
Einzigartige Tools
Die Massenproduktionsanlage von Allegheny Electric kann die Produktion nicht stoppen, da der sechs-Achsen-Roboter ein neues Arm-End-Werkzeug zur Sequenzerkennung benötigt. Dieses Tool ist jedoch einzigartig und Teil einer Komponente, die mit den anderen beiden Werkzeugen am Arm verbunden werden muss. Der erste Prototyp wurde 3D mit kohlenstoffverstärktem Kunststoff gedruckt, aber dieses Material war nicht haltbar genug. Anschließend wechselte die Allegheny Electric Company auf Edelstahl (17-4PH) und nutzte die schnelle und wirtschaftliche Klebstofftechnologie Jet 3D des Druckerherstellers ExOne (jetzt Teil von Desktop Metal). Das Unternehmen verwendete jedoch nicht die Drucktechnologie 3D, um identische Teile zu drucken, sondern umgestaltete die Teile mit der Formfreiheit, die die Drucktechnologie 3D bietet. Dank der Neukonzeption der Teile für den Druck im Jahr 3D konnte das Unternehmen das Gewicht um ca. 40 % reduzieren, indem Teile zusammengelegt und Materialabfälle auf unter 5 % reduziert wurden. Die Druckzeit für die Endkomponente (wie in der Abbildung unten dargestellt) beträgt weniger als einen Tag und die Kosten betragen ca. $150.
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EOS Customized 3D Druck Edelstahl Arm Ende Werkzeug für Allegheny Electric (Quelle: EOS)
Einzigartige Ersatzteile
Um einen berühmten Rennwagen 1952, den 28th Cummins Diesel Spezial-Rennwagen, laufen zu lassen, wird eine neue Wasserpumpe benötigt. Die ursprüngliche Wasserpumpe wurde speziell für Rennwagen Nummer 28 entwickelt, so dass es keine Produktions-Ersatzteile gibt, die den Anforderungen entsprechen. Noch komplexer ist, dass der Rennwagen 28th das Rennen innerhalb weniger Wochen abschließen muss, was die Möglichkeit des Einsatzes traditioneller Sandguss-Methoden zum Austausch von Teilen eliminiert, da die voraussichtliche Lieferzeit 10 Wochen beträgt.
Die Ingenieure von Cummins haben sich der Reverse Engineering- und Metall-3D-Drucktechnologie zugewandt und dabei den Laserpulverbettschmelzdrucker 3D von 3D Systems verwendet. Die neue Wasserpumpe (wie unten gezeigt) besteht aus 316-l-Edelstahl und hat den Druck von 3D in nur drei Tagen abgeschlossen. Der gesamte Prozess dauerte 5 Wochen statt 10 Wochen. Die Schale passt perfekt zu den anderen Komponenten der Wasserpumpe und verleiht ihr in sechs Rennen des Rennwagens eine völlig neue Leistung.
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Original # 28 Cummins Diesel Spezielle Renn-Wasserpumpe (links) und Edelstahl 3D Druckergänzung für 3D Systeme (Quelle: 3D Systeme)
Die US Navy installierte kürzlich einen Meltio 3D Drucker im Werkzeugraum des Schlachtschiffes Bataan und begann mit der Drucktechnologie aus Edelstahl 3D. Meltio verwendet Laser, um Metalldrähte zu schmelzen und Schicht für Schicht abzulegen und verarbeitet die Teile dann mit einer eingebauten CNC-Fräsmaschine bis zur endgültigen Toleranz. Das System wird mit Edelstahl 316L (ein gängiges Schiffsmaterial mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit) betrieben und Wartungsteile für die Ausrüstung, einschließlich veralteter Komponenten, drucken. Dies bietet die Möglichkeit, das System zu reparieren, ohne zum Dock zurückzukehren.
Kunst und Konstruktion
MX3D, ein niederländisches Unternehmen, nutzt die Drucktechnologie Line Arc Additive Manufacturing (WAAM) 3D, um eine voll funktionsfähige Edelstahlbrücke über einen der ältesten und berühmtesten Kanäle im Zentrum von Amsterdam zu schaffen. Diese neuartige Methode ermöglicht es dem Unternehmen, Metall 3D Druck zu verwenden, um robuste, komplexe und schöne Edelstahlstrukturen zu erstellen. Diese Brücke ist nicht nur ästhetisch einzigartig, sondern verfügt auch über Sensoren in den Kanälen ihrer Struktur, die die Verkehrs- und Lastbedingungen auf der Brücke in Echtzeit messen können.
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Die Druckbrücke aus Edelstahl 3D, erstellt von MX3D Zoll Amsterdam (fotografiert von Thea van den Heuvel)
Prototyp komplexer Industriekomponenten
Das Laufrad ist ein wichtiger Bestandteil einer Pumpe, die den Druck der Pumpe steuert und für jede spezifische Anwendung ausgelegt sein muss. Laufräder erfordern geometrisch komplexe Rotorblätter, die speziell für den Durchflusspumpen von Flüssigkeiten entwickelt wurden. Diese maßgeschneiderten Rotorblätter sind sowohl teuer als auch schwierig herzustellen und erfordern teure Investitionsausrüstung und qualifizierte Arbeitskräfte.
Mit der Möglichkeit, 316L Edelstahlkomponenten intern zu drucken, kann das Designteam nun schnell funktionale Prototypen für Tests mit den gleichen Metallmaterialien herstellen, die für die Endkomponenten erforderlich sind. Das mit dem Metalltischstudio-System im folgenden Bild bedruckte Edelstahlrad kostet ca. $70 pro Bauteil. Weit niedriger als die Kosten für CNC-Bearbeitung Prototypen, kann es Kosten stark sparen, wenn mehrere Iterationen des Prototyps erforderlich sind.
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3D gedruckter Funktionsprototyp für Edelstahlrad (Quelle: Desktop Metal)
Prototyp der medizinischen Werkzeugfunktionen
Shukla Medical verwendet Markforged 17-4 PH Edelstahl für 3D Drucken von Prototypen mit den gleichen Materialien wie viele Endprodukte, anstatt mit CNC-Maschinen. Jetzt drucken sie den ersten Prototyp mit einem Markforged Carbon Fiber 3D-Drucker und anschließend mit dem Markforged Metal X-System den endgültigen Prototyp, der zur Auswertung an Chirurgen übergeben wird. Zack Sweitzer, Produktentwicklungsleiter des Unternehmens, sagte: "Chirurgen können sich vorstellen, es in tatsächlichen Einschnitten zu verwenden und uns zu sagen, ob es sich in ihren Händen angemessen anfühlt." Die Möglichkeit, Prototypen effizienter zu erstellen und Fertigprodukte schneller auf den Markt zu bringen, wird uns an der Spitze der Branche halten.
Geprüfter Lieferant 
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