Wenn Metallteile aus dem Drucker kommen

Gießen, Walzen und Fräsen war gestern - jetzt wird Pulver verschmolzen. Zu Besuch bei einer Firma für 3D-Metalldruck in der Nähe von Freiberg.

Halsbrücke.

Die Schicht ist so dünn wie ein Haar. Um die 50 Mikrometer Metallpulver werden aufgetragen, dann fliegt ein Laserstrahl über das Pulverbett und schmilzt an den Stellen den Edelstahl, die eine dreidimensionale digitale Zeichnung vorgibt. Schicht für Schicht wachsen so die Metallteile in einer Gas-Atmosphäre in die Höhe. Sieben Gehäuseteile sind es, die hier gerade bei AM Metals in einem Gewerbegebiet bei Freiberg produziert werden. Ein Mitarbeiter hat die Maschine am frühen Nachmittag angestellt, sie wird die ganze Nacht laufen.

3D-Metalldruck, das sogenannte selektive Laserschmelzen, ist der neueste Schrei des Industriezeitalters - ein Fertigungsverfahren, das Formen ermöglicht, die keine Fräsmaschine herstellen könnte und die Metallteile in einer Qualität liefert, dass sie von herkömmlichen Verfahren nicht zu unterscheiden sind. Die EOS GmbH in München (Electro Optical Systems) ist nach eigenen Angaben der weltweit führende Technologieanbieter. Ihre Maschinen gelten als Mercedes unter den 3D-Metalldruckern. In Freiberg lässt EOS drei davon laufen, um neue Kunden zu gewinnen.

"Wir sind hier 22 Leute, die Hälfte davon Ingenieure", sagt Martin Krinke. Der junge Mann machte in Freiberg Abitur, studierte an der Bergakademie und ist nach Tätigkeiten auswärts in seine Heimat zurückgekehrt. Bei AM Metals kümmert er sich jetzt um Technik und Verkauf. Erst vor drei Jahren wurde die Firma gegründet. Geschäftsführer Florian Wendt war zuvor Chef bei Actech, einem Freiberger Hersteller von Gußteile-Prototypen. Er berichtet: "Im letzten halben Jahr haben wir vier Patente angemeldet."

AM Metals ist heute eine hundertprozentige Tochter von EOS und bedient einen speziellen Markt. 3D-Druck mit Metall lohnt sich vor allem bei sehr komplexen Bauteilen in kleinen Stückzahlen. Die Maschinen arbeiten langsam, schaffen maximal 20 Kubikzentimeter in der Stunde - und sie sind sehr teuer. Die größte, die in Freiberg steht, kann Teile mit einem Volumen von 250 mal 250 mal 325 Millimeter fertigen und kostet eine Dreiviertel Million Euro. Nach dem Druck müssen die Teile noch von der Grundplatte abgesägt und nachbearbeitet werden - mit Sandstrahlen oder Glasperlen im Vakuum oder mit "dreidimensionalem Sandpapier", einer Paste, die durch und um das Bauteil herum gepresst wird. Auch dazu sind wieder hochspezialisierte Maschinen nötig.

"Der 3D-Druck sucht noch seine Nischen", sagt Martin Krinke. Dazu gehörten etwa Luft- und Raumfahrt, aber auch Medizintechnik und Motorsport. Felix Bauer von EOS berichtet: "Es gibt in der Formel 1 heute keinen Rennstall mehr, der keinen 3D-Druck einsetzt." Inzwischen gehe der Trend aber auch immer mehr dahin, dass die Technologie im Mittelstand Anwendung findet - "aus den Hightech-Branchen hin zu den in Deutschland typischen Anwendungen wie Maschinenbau".

AM Metals soll dem Hersteller EOS helfen, Technologie und Maschinen zu vertreiben. In Freiberg lassen Unternehmen erste Teile anfertigen - und sollen perspektivisch auch Maschinen kaufen. Zu den Kunden von AM Metals gehören mit der Siemens Compressor Systems GmbH Leipzig die Tochter eines Dax-Konzerns ebenso wie das Dresdner Startup Binova GmbH, das Elektrofahrräder herstellt, die Kunz Engineering GmbH in Bautzen, ein Mittelständler für Modell- und Betriebsmittelbau, oder die Dresdner Computerteilefirma Cloud & Heat.

Welche Vorteile die Technologie bietet, demonstriert Martin Krinke an einer Gabelbrücke für ein Motorrad. Das Teil aus Aluminium sieht aus wie ein Knochen, an allen Ecken und Enden wurde überflüssiges Material eingespart. Topologie-Optimierung nennt man diesen Prozess, bei dem ein Bauteil so geformt wird, dass nur tragende Teile übrig bleiben - da ist kein Gramm zu viel. Ein anderer Vorteil: Das Materiallager für 3D-Druck besteht nur aus Pulver in Dosen. "70 Prozent der Produktionskosten sind die Abschreibung auf die Maschine." Der Materialpreis spiele kaum eine Rolle.

Um 3D-Metalldruck voranzubringen, fehlen oft noch qualifizierte Arbeitskräfte. "Die Ausbildung ist schon besser geworden, aber es gibt immer noch große Mängel", sagt Martin Krinke. Immerhin: An der TU Bergakademie Freiberg gibt es inzwischen eine Professur für additive Fertigung.

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