Obwohl der 3D-Metalldruck viele Branchen revolutioniert, ist es wichtig zu beachten, dass er traditionelle Fertigungsverfahren wie das Stahlschmieden niemals vollständig ersetzen wird. Stahlschmiedeteile werden aufgrund ihrer überlegenen Festigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit immer ihren Platz in Schwerlastanwendungen haben, und die Nachfrage nach vertrauenswürdigen Herstellern, die sich auf Stahlschmieden spezialisiert haben, wird weiterhin stark sein. Der 3D-Metalldruck bietet jedoch zahlreiche Vorteile in Bezug auf Designflexibilität, Materialeffizienz und Rapid Prototyping, die traditionelle Fertigungsmethoden ergänzen. Werfen wir einen Blick auf fünf interessante Projekte. 
LEAP-Triebwerks-Kraftstoffdüse von GE Aviation
Eine der bekanntesten Erfolgsgeschichten im 3D-Metalldruck ist die LEAP-Triebwerks-Kraftstoffdüse von GE Aviation. Sie war das erste 3D-gedruckte Metallteil, das in einem Verkehrsflugzeugtriebwerk eingesetzt wurde. Die Düse, hergestellt mittels Direktem Metall-Lasersintern (DMLS), besteht aus einer Nickel-Chrom-Legierung und ersetzt ein traditionell zusammengesetztes Teil aus 20 Einzelteilen. Durch den Einsatz von 3D-Druck konnte GE das Gewicht des Bauteils um 25 % reduzieren und gleichzeitig dessen Haltbarkeit und Kraftstoffeffizienz verbessern.
• Auswirkungen: Dieses Projekt verdeutlichte nicht nur das Potenzial für Kosteneinsparungen und Leistungssteigerungen, sondern ebnete auch den Weg für eine breitere Nutzung des 3D-Metalldrucks in der Luft- und Raumfahrtindustrie und ermöglichte so komplexere und leichtere Designs.
3D-gedruckte Kabinenhalterungen von Airbus
Airbus, ein führendes Unternehmen der Luft- und Raumfahrtindustrie, nutzt den 3D-Metalldruck, um leichte und robuste Teile für seine Flugzeuge herzustellen. Eines der herausragenden Projekte war die Entwicklung von 3D-gedruckten Kabinenhalterungen, die Sitzen und anderen Komponenten in der Flugzeugkabine den nötigen Halt geben. Diese Teile wurden aus Titan gedruckt und auf Festigkeit und Haltbarkeit geprüft, was letztendlich zu einer Gewichtsreduzierung und einer verbesserten Gesamtleistung des Flugzeugs führte.
• Auswirkungen: Der erfolgreiche Einsatz von 3D-gedruckten Teilen in Verkehrsflugzeugen wie der A350 zeigt das Potenzial des Metall-3D-Drucks zur Gewichtsoptimierung ohne Beeinträchtigung der Festigkeit und trägt so zu einer besseren Treibstoffeffizienz bei.
Der 3D-gedruckte Titan Arm
Der Titan Arm, entwickelt von Forschern der University of Pennsylvania, ist ein revolutionäres Exoskelett zur Unterstützung von Menschen mit eingeschränkter Mobilität. Mittels 3D-Metalldruck wurden die Komponenten des Titan Arms so gefertigt, dass sie das Gewicht des Arms des Trägers tragen und so Kraft und Beweglichkeit verbessern. Das Projekt verwendete Titanlegierung, um leichte, langlebige und anpassbare Teile herzustellen.
• Wirkung: Der Titan Arm stellt einen bedeutenden Fortschritt in der medizinischen Assistenztechnologie dar und zeigt, wie sich mithilfe von 3D-Metalldruck funktionale und hochgradig anpassbare Lösungen für die Rehabilitation entwickeln lassen, die den Trägern mehr Unabhängigkeit ermöglichen.
3D-gedruckte Raketentriebwerksteile der NASA
Die NASA nutzt den 3D-Metalldruck für die Entwicklung von Raketentriebwerkskomponenten für zukünftige Weltraummissionen. Beispielsweise wurden die Triebwerksteile des Rocketdyne RS-25 der NASA, die im Space Launch System (SLS) für Missionen zum Mond und Mars eingesetzt werden, mittels additiver Fertigung hergestellt. Schlüsselkomponenten wie Brennkammerauskleidungen, Turbopumpen und Injektoren werden nun mit Hochleistungsmaterialien wie Inconel 3D-gedruckt, um extremen Temperaturen und Drücken standzuhalten.
• Auswirkungen: Durch den 3D-Metalldruck konnte die NASA den Zeit- und Kostenaufwand für die Herstellung dieser komplexen Teile deutlich reduzieren und gleichzeitig ihre Leistung steigern. Es bietet eine größere Designflexibilität und ermöglicht Komponenten mit komplizierten Geometrien, deren Herstellung mit herkömmlichen Methoden unmöglich oder zu teuer wäre.
Individuelle Prothesen von Materialise
Materialise, ein führender Anbieter von 3D-Drucklösungen, nutzt den 3D-Metalldruck, um individuelle Prothesen und Orthesen herzustellen, die auf die individuelle Anatomie einzelner Patienten zugeschnitten sind. Durch die Kombination von Titanlegierungen und Operationsplanungssoftware entstehen Prothesenimplantate und chirurgische Instrumente, die perfekt auf die spezifischen Bedürfnisse des Patienten abgestimmt sind. Diese 3D-gedruckten Teile bieten im Vergleich zu herkömmlichen Prothesen mehr Komfort und verbesserte Funktionalität.
• Wirkung: Dieses Projekt verdeutlicht die wachsende Bedeutung des Metall-3D-Drucks im Gesundheitswesen, wo personalisierte, patientenspezifische Lösungen die Genesungszeit und die allgemeine Lebensqualität verbessern können. Die Möglichkeit, schnell und kostengünstig individuelle Implantate herzustellen, verändert die Gesundheitsbranche.
Obwohl der 3D-Metalldruck beeindruckende Möglichkeiten bietet, insbesondere in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, dem Gesundheitswesen und der Automobilindustrie, wird er traditionelle Fertigungsverfahren wie das Stahlschmieden niemals vollständig ersetzen. Stahlschmiedeteile sind nach wie vor unübertroffen in Festigkeit und Zuverlässigkeit, insbesondere bei Schwerlast- und Hochbeanspruchungsanwendungen. Die Zukunft der Fertigung liegt jedoch in der Synergie zwischen traditionellen Methoden und innovativen Technologien wie dem 3D-Metalldruck, die gemeinsam vielseitigere, effizientere und individuellere Lösungen ermöglichen.
Mit der Weiterentwicklung der Technologie sind noch mehr bahnbrechende Projekte zu erwarten, die die Präzision der traditionellen Fertigung mit der Flexibilität und Innovation der additiven Fertigung verbinden.
