Schnellfertigung mit Metallen

Werkstoffauswahl und Fertigungsmethoden Für Metallteile

Wenn Sie durch den nahegelegenen Park oder über den Fußballplatz laufen, haben Sie nicht bloß einen Haufen Schmutz und Steine unter Ihren Füßen. Jedes der Menschheit bekannte Metall stammt aus den Erzen und Mineralien des Bodens. Für jemanden, der in der Fertigung arbeitet, ist es das Zeug, aus dem die Welt gemacht ist.

Lassen Sie uns einen weiteren Streifzug unternehmen, diesmal durch das Periodensystem der Elemente. Die meisten von uns haben im Chemieunterricht etwas über die Elemente gelernt. Da dies jedoch wahrscheinlich schon eine Weile her ist, dürfte eine kleine Auffrischung nicht schaden.



Wir werden uns die meisten davon genauer anschauen. Wasserstoff, Sauerstoff und Argon – Gase sind zwar für Schweißer und Leuchtreklamehersteller spannend, doch die meisten von uns nehmen sie für gegeben hin, es sei denn sie sind nach einem zügigen Spaziergang völlig außer Atem. Ohne Silizium und Germanium müssten sich Hersteller von Computerchips eine neue Arbeit suchen. Während Plutonium für Bombenbauer wichtig ist, spielen Blei und Krypton für die Beleuchtungsindustrie eine große Rolle. Für alle anderen sind die Elemente eine ziemlich langweilige Angelegenheit.

Zwischen all diesen seltenen Erden und Edelgasen sind die Metalle angeordnet. Aluminium, Titan, Eisen und Nickel sind die Bausteine der modernen Gesellschaft. Ohne die in der Erdkruste eingeschlossenen Rohstoffe und die Techniken zum Gewinnen und Verarbeiten dieser Mineralien in verschiedene Legierungen würden wir Menschen noch in Grashütten leben und unsere Nahrung mit Holzkeulen jagen.

Proto Labs verwendet für seine Fertigungsdienstleistungen eine Vielzahl von Metallen. Diese können in harte bzw. weiche Metalle unterteilt werden. Stahl und Edelstahl zum Beispiel zählen zu den harten und Messing, Kupfer und Aluminium zu den weichen Metallen. Das letzte Element dieser Auflistung – Aluminium – ist das am häufigsten in der Erdkruste vorkommende Metall und das dritthäufigste Element nach Sauerstoff und Silizium. Obwohl es acht Prozent des Gewichts der Erdkruste ausmacht, ist Aluminium nur selten in seiner reinen metallischen Form zu finden, da es meistens in Bauxit und anderen Erzen eingeschlossen ist.

Weichmetalle: Aluminum, Magnesium, Messing und Kupfer

Elementares Aluminium ist weich und verformbar, wodurch es sich schlecht für mechanische Zwecke eignet. Aluminium wird jedoch meist mit einer Kombination aus anderen Elementen gemischt, darunter Silizium, Kupfer, Magnesium und Zink. Dank einer anschließenden Wärmebehandelung entstehen dann die robusten, leichten Legierungen, die heute in Flugzeugzellen, Autos und verschiedenen Konsumgütern zum Einsatz kommen.

Aluminum part turned on a lather with live tooling

Mit dem Bearbeitungsservice von Proto Labs lassen sich Teile aus zwei Aluminiumtypen herstellen: 6082-T651 und 7075-T651. Das Suffix T zeigt an, wie der Werkstoff verarbeitet wurde. In diesem Fall wurde er nach der Wärmebehandlung um ein bis drei Prozent mechanisch gestreckt, um Eigenspannungen zu beseitigen und ihn für die Bearbeitung stabiler zu machen. Aluminium 6082 ist mit Magnesium, Mangan und Silizium legiert und besitzt mit einer Streckgrenze von 260 MPa die höchste Festigkeit der 6000er Legierungen. Es ist sehr korrosionsbeständig und mit der richtigen Ausrüstung gut schweißbar. Somit ist es die ideale Wahl bei Anwendungen mit geringer Ermüdung, wie Maschinenbauteilen, Hydraulikventilkörpern, Schiffs- und Autoteilen und den meisten Anwendungen, bei denen robuste, leichte Werkstoffe benötigt werden.

Eine weitere Materialoption von Proto Labs ist Aluminium 7075. Das Material ist härter und stärker als 6082 und bietet eine nahezu doppelt so hohe Streckgrenze als sein weniger robuster Verwandter, ist jedoch teurer. Seine Legierungselemente sind Zink, Magnesium und Kupfer. Das amerikanische Militär verwendet 7075 in vielen seiner Schusswaffen, Pleuelstangen aus geschmiedetem Aluminium 7075 kommen in TopFuel-Dragstern zum Einsatz und die Flügelholme in Boeing-Flugzeugen werden aus 7075 hergestellt. Harter Stoff also. Aluminium 6082 ist tatsächlich nur in Bezug auf seine Korrosionsbeständigkeit überlegen, sowie bei Teilen, die etwas aufwändiger sind als solche aus 7075. Beide Werkstoffe ermöglichen eine einfache Bearbeitung, obwohl 7075 leicht abrasiv ist.

Ein weiterer beliebter Leichtbau-Werkstoff ist Magnesium, das vierthäufigste Element in der Erdkruste. Das leichteste aller Konstruktionsmetalle wiegt ein Drittel weniger als 6082 und ist nahezu genauso robust. Für Gehäuse von Kameras, Handys, Elektrowerkzeugen oder Laptops ist Magnesium der bevorzugte Werkstoff, da es hierbei auf gute Festigkeit und geringes Gewicht ankommt. Beim Versuch, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, machen Autohersteller bei Getriebegehäusen, Sitzgestellen und Ansaugstutzen ausgiebig Gebrauch von Magnesium.

Magnesium wird am häufigsten mit Aluminium und Zink legiert. Es besitzt hervorragende Dämpfungseigenschaften, ist sehr gut bearbeitbar und kann problemlos spritzgegossen oder druckgegossen werden. Proto Labs stellt in seinem US-Werk beispielsweise Teile aus AZ-91-D Magnesiumlegierung her.

Ein weiterer Nachteil von Magnesium ist neben der Korrosionsanfälligkeit seine geringe Festigkeit bei hohen Temperaturen, obwohl Volkswagen mehr als 50 Jahre lang erfolgreich Magnesium für das Kurbelwellengehäuse seines luftgekühlten Käfer-Motors verwendet hat. Preislich ist Magnesium höher angesiedelt als Aluminium, was durch die relativ einfache Herstellung von Magnesiumkomponenten jedoch größtenteils kompensiert wird.

Machined copper part for use in aerospace
Aus Kupfer gefrästes Flugzeugteil

 

Vervollständigt wird die Palette der weichen Metalle durch Messing und Kupfer, zwei enge Geschwister aus der Metallfamilie. Eines der beiden ist weitaus vielseitiger, nämlich Messing. Mit Ausnahme von Umgebungen mit einem hohen Anteil an Ammoniak und bestimmten Säuren ist dieses Metall extrem wetter- und korrosionsbeständig. Wenn Sie jemals einen Fahrzeugkühler ausgetauscht, eine Küchenarmatur gelötet oder Waldhorn gespielt haben, hatten Sie es mit Messingteilen zu tun.

Proto Labs bietet Teile aus Bronze CZ112 an, einem Werkstoff, der lange Zeit von der Schiffsindustrie bevorzugt eingesetzt wurde. Er enthält etwa 60 Prozent Kupfer und 40 Prozent Zink, eine kleine Menge Zinn verbessert die Korrosions- und Entzinkungsbeständigkeit. Dies ist besonders in Salzwasseranwendungen hilfreich. Es gibt jedoch buchstäblich dutzende Messingtypen, die sich in ihrer Beschaffenheit und ihren Einsatzgebieten leicht unterscheiden. Reduziert man den Kupferanteil um wenige Prozentpunkte, so erhält man ein Messing, das sich für Nieten und Schrauben eignet. Senkt man ihn noch etwas mehr und fügt etwas Eisen hinzu, so erhält man Muntzmetall, das sich gut für Architekturprofile und zur Verkleidung von Bootsböden eignet.

Für einen Mechaniker ist Messing denkbar einfach: Das Kühlmittel ist optional, die Werkzeugstandzeit hervorragend und die Vorschubgeschwindigkeiten recht hoch. Lassen Sie sich aber von den problemlosen Eigenschaften nicht in die Irre führen: Messing ist ziemlich robust und bietet eine Zugfestigkeit, die der von weichem Stahl in nichts nachsteht. Paradoxerweise ist dies bei Kupfer komplett anders. Obwohl Kupfer der Hauptbestandteil von Messing ist, ist die Bearbeitbarkeit von unlegiertem Kupfer etwa fünfmal schlechter, und selbst die geduldigsten Mechaniker vermeiden diesen Werkstoff aufgrund seiner zähen Beschaffenheit. Die Späne sind praktisch unmöglich zu brechen und aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit erwärmt sich der Werkstoff beim Schneiden sehr schnell.

Bei der elektrischen Leitfähigkeit wird Kupfer nur von Silber übertroffen, was es zu einem der heute wichtigsten Metalle macht. Leitungen aus Kupfer (und Aluminium) machen die Stromnutzung im Grunde erst möglich. Ohne sie blieben Lampen dunkel, Autos würden nicht fahren und es wäre unmöglich, einen Frozen Margarita zu mixen.

A cylindrical brass component turned on a lathe
An einer Drehmaschine hergestelltes Messingbauteil

Kupfer ist leicht zu löten, aber schwierig zu schweißen. Seine extreme Duktilität macht es gleichzeitig robust und flexibel, bei Metallen eine seltene Kombination. Doch Kupfer leistet noch weit mehr als den Transport des zum Grillen benötigten Stroms. Es wird in der Halbleiterfertigung als Bestandteil von Hochtemperatur-Supraleitern, in Glas-Metall-Verbindungen sowie in Vakuumröhren eingesetzt und wurde von der amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA für den Einsatz in Krankenhäusern und öffentlichen Gebäuden als antimikrobielle Oberfläche anerkannt.

Da elementares Kupfer in der Natur vorkommt, wurden daraus bereits vor Jahrtausenden Münzen geprägt und Besteck gefertigt. Heute ist es Bestandteil von mehr als 570 verschiedenen Metalllegierungen, darunter Cartridge-Messing, Tellur-Kupfer, Nickel-Kupfer, Bronze, Rotguss, Aluminium- und Stahllegierungen und so weiter. Kupfer kann außerdem in Elektroden zur elektrischen Entladungsbearbeitung (EDM) verwendet werden, einer Technologie, die häufig beim Spritzguss und Metallstanzen zum Einsatz kommt. Kupfer spielt in der modernen Welt eine beherrschende Rolle.

Hartmetalle: Stahl, Edelstahl und Titan

Die Welt braucht auch Hartmetalle. Stahl wird in vielen Bereichen verwendet, von Autos über Kreuzfahrtschiffe, Kabel bis hin zu Schraubenschlüsseln. Unabhängig von der Legierung besteht Stahl hauptsächlich aus Eisen. Die Eisenverhüttung und begrenzte Stahlherstellung gibt es seit Tausenden von Jahren. Doch erst mit dem Bessemer-Verfahren zur Stahlgewinnung, das Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt wurde, wurde die Massenproduktion von qualitativ hochwertigem Stahl möglich. So begann die industrielle Revolution.

A stainless steel gear before and after bead blasting
Edelstahl-Zahnräder vor und nach dem Perlstrahlen.

Wie bei den Weichmetallen kann sich eine kleine Menge der Legierungselemente erheblich auf die Eigenschaften des Stahls auswirken. Durch Hinzugabe von weniger als einem Prozent Kohlenstoff und Mangan wird, zusammen mit etwas metallurgischer Zauberei, aus brüchigem Eisen z. B. ein robuster 1018-Stahl. Legierter Stahl 4140, der sich für den Flugzeugbau eignet, entsteht durch die Kombination aus einer ebenfalls kleinen Menge Chrom sowie ein wenig Molybdän.

Kohlenstoffstähle wie diese können mehr oder weniger stark gehärtet werden und sind leicht zu schweißen. Es gibt nur ein Problem: Sie rosten, weshalb bei den meisten Anwendungen mit Kohlenstoffstahl ein Plattieren oder Lackieren notwendig ist.

Complex titanium prototype built by DMLS.
Komplexer Prototyp aus Titan, hergestellt im DMLS-Verfahren.

Da Rost niemals schläft, haben Metallurgen Edelstahl entwickelt. Durch die Erhöhung des Chromanteils auf mindestens 10,5 Prozent wird die Korrosionsbeständigkeit deutlich verbessert. Edelstahl ist in der chemischen Industrie, der Textilverarbeitung und in Schiff sanwendungen weit verbreitet. Viele Edelstähle sind außerdem temperaturbeständig und halten Temperaturen von über 1.500 °C stand – heiß genug, um Aluminium, Messing und Kupfer in flüssige Schmelze zu verwandeln. Edelstahl 316 eignet sich beispielsweise hervorragend für Wärmetauscher und wird häufig in Dampfturbinen und Auspuffkrümmern eingesetzt.

Die von Proto Labs für Bearbeitungsprozesse angebotenen Edelstähle der 300er-Serie enthalten mindestens 20 Prozent Chrom sowie einen relativ hohen Nickelanteil. Diese beliebten Werkstoffe kommen häufig in medizinischen Instrumenten, Vakuum- und Druckbehältern und in Nahrungsmittel- und Getränkemaschinen zum Einsatz. Edelstahl der 300er-Serie ist recht robust, kann jedoch nicht so wie Kohlenstoffstahl gehärtet werden. Wenn eine hohe Härte für Ihre Anwendung erforderlich ist, sollten Sie 17-4 PH ausprobieren.

Dieser vielseitige, jedoch sehr harte Werkstoff enthält Nickel, Chrom und Kupfer. Obwohl er zur Familie der Edelstähle gezählt wird, erreicht seine Bearbeitbarkeit im normalisierten Zustand die Güte einer Superlegierung. Nach Wärmebehandlung erreicht er problemlos eine Härte von 45 HRC und eine Zugfestigkeit von 1034 MPa oder mehr, die somit dreimal so hoch liegt als die von Kohlenstoffstahl. 17-4 kommt am häufigsten im Medizinbereich, in der Luft- und Raumfahrt und in der Nuklearindustrie zum Einsatz, oder überall dort, wo eine Kombination aus hoher Festigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit gefragt ist.

 

Dann gibt es noch Titan. Dieses leichte Element wird mit Aluminium und Vanadium zu einem robusten, korrosionsbeständigen Werkstoff legiert. Titan ist biokompatibel und wird häufig für Knochenschrauben, -stifte und -platten verwendet. Obwohl Titan etwa nur halb so viel wiegt wie weicher Stahl ist seine Zugfestigkeit ungefähr doppelt so hoch. Dadurch ist Titan für die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie für Hersteller von Hochleistungsfahrzeugen besonders interessant. Bei Proto Labs werden mit dem 3D-Druck-Verfahren des direkten Metall-Lasersinterns (DMLS) Prototypen und Teile für den Endgebrauch aus Titan gebaut.

Schließlich wird für das DMLS-Verfahren noch Maraging-Stahl angeboten. Dieser martensitaushärtbare Stahl besitzt eine ausgezeichnete Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit und ist bis zu 54 HRC aushärtbar. Maraging-Stahl kommt häufig in Luft-, Raumfahrt- und Automobilanwendungen zum Einsatz, insbesondere bei funktionsfähigen Motorenkomponenten und leistungsstarken industriellen und technischen Bauteilen.

17-4 PH stainless steel aerospace part built with DMLS

Haas CNC machines at Proto Labs

Eine Reihe von CNC-Fräsen bei Proto Labs

  

A drawing of the 3-axis CNC milling process

Die Zeichnung veranschaulicht das typische 3-Achsen-Fräsverfahren.

Zerspanung: Die Grundlage der Metallfertigung

Metallurgie – ein ziemlich cooles Thema, oder?
Wie wir gesehen haben, stehen mit etwa einem Dutzend Rohstoffen hunderte wichtiger, lebensverändernder Werkstoffe zur Verfügung. Ohne die Möglichkeiten diese zu formen, wäre jedoch keines dieser Metalle einen roten Heller wert. Am wichtigsten ist dabei die Zerspanung, die sich im Gleichschritt mit der Stahlverarbeitung weiterentwickelt hat. In den letzten 150 Jahren haben sich die Werkzeugmaschinen von primitiven, über eine Riemenscheibe angetriebenen und dampfbetriebenen Geräten hin zur hochpräzisen CNC-Ausrüstung (CNC: rechnergestützte numerische Steuerung) von heute entwickelt.

Proto Labs greift auf eine regelrechte Armee aus mehreren hundert dieser CNC-Bearbeitungswerkzeuge zurück, die in der Lage sind, ein oder einhundert Teile aus den gerade besprochenen Werkstoffen zu fräsen oder zu drehen. Hierzu zählen in erster Linie Bearbeitungszentren, in denen mit einem rotierenden Schneidwerkzeug, wie einer Endfräse oder einen Bohrer, Material entfernt wird. Das Werkstück wird in einen Schraubstock oder eine ähnliche Spannvorrichtung eingespannt und in einer oder mehreren Achsen gegen den Fräser bewegt, wodurch komplexe Geometrien entstehen. In 5-Achsen-Bearbeitungszentren können alle Achsen gleichzeitig verwendet werden, um die für künstliche Kniegelenke und Propeller typischen Freiformen zu generieren oder um mehrere Seiten des Werkstücks in einer Spannvorrichtung zu bearbeiten.

Bei CNC-Drehmaschinen wird das Werkstück mit einem Spannfutter oder einer Spannhülse fixiert und gegen ein festes Schneidwerkzeug gedreht. Müssen Sie einen Satz Kerzenhalter oder eine Gartenschlaucharmatur schneiden? Drehmaschinen machen mit diesen und anderen Teilen kurzen Prozess. Mit zusätzlichen Drehwerkzeugen und Sekundärspindeln stellen Fräs-Drehmaschinen, wie Proto Labs sie verwendet, die Drehtechnik auf eine neue Stufe und machen einst notwendige Nachbearbeitungsschritte überflüssig.

Metal 3D printing machines at Proto Labs
Eine Reihe handelsüblicher Maschinen für Direktes Metall-Lasersintern bei Proto Labs
3D-Druck: Wenn es einmal richtig kompliziert werden sollte

Für Teile, die mit keiner der zuvor besprochenen Methoden hergestellt werden können, gibt es das additive Fertigungsverfahren des Direkten Metall-Lasersinterns. DMLS gelingt das, was andere Fertigungsverfahren nicht hinbekommen. Wie sein Gegenstück bei der Kunststoffbearbeitung – das selektive Lasersintern (SLS) – das einen Laser verwendet, um Polyamid-basiertes Pulver in nahezu jede denkbare Form zu verschmelzen, erreicht DMLS ähnliche Ergebnisse mit Metallen wie Aluminium, Maraging-Stahl und Titan.

Medical component with fine features built with DMLS
Mittels DMLS können kleine, präzise Teile wie Metallkomponenten für medizinische Anwendungen gebaut werden.

Wie die meisten additiven Verfahren baut DMLS die Teile wie die Schichten einer Torte von unten nach oben auf. Es beginnt mit einem 3D-CAD-Modell, das in etwa 0,025 mm dicke Schichten zerlegt wird. Ein Laser „zeichnet“ dann jede hauchdünne Schicht des CAD-Modells auf einem Bett aus Metallpulver, das die Konsistenz von Mehl besitzt. Beim Passieren des Laserstrahls werden die Metallpartikel mit den umliegenden Partikeln verschmolzen, wodurch ein Metall mit denselben mechanischen Eigenschaften entsteht wie das in einem Stahlwerk hergestellte Metall. Wenn alle Schichten fertiggestellt sind, wird mit einer Gummirakel zusätzliches Material über das Teil gezogen und der Laser macht sich erneut an die Arbeit, um jede Schicht mit ihrer Vorgängerschicht zu verschmelzen. Einige Stunden später ist das Teil fertig.

Beim DMLS betragen die Toleranzen +/- 0,1 mm bzw. 0,1%. Dabei sind Teilemerkmale möglich, die kleiner sind als der Punkt am Ende dieses Satzes. Aufgrund der sehr hohen Temperaturen werden häufig kleine Streben benötigt, um das Werkstück während des Bauprozesses zu stützen und Verformungen zu vermeiden. Zum Entfernen dieser Stützen ist eine Nachbearbeitung notwendig. Da die Oberflächenrauheit ähnlich wie beim Druckguss je nach Material und Auflösung variiert, können außerdem bestimmte sekundäre Polier- oder sonstige Bearbeitungsschritte notwendig sein.

A bed of metal parts following a direct metal laser sintering build
In einem Bett mit gebauten Metallteilen wird nach dem Direkten Metall-Lasersintern das Pulver entfernt.
Nachbearbeitungsverfahren für Metall

Nachbearbeitungen sind bei vielen Fertigungsverfahren, insbesondere mit Metallteilen, die Regel. Die Wärmebehandlung verbessert die Festigkeit und beseitigt Eigenspannungen, die während der Rohstoffverarbeitung und Hochleistungszerspanung entstehen. Kohlenstoffstähle wie 1018 können durch Nitrieren oder Aufkohlen einsatzgehärtet werden, während 4140 durch Verfahren zum Vergüten ohne Probleme auf 50 Rc oder härter gebracht werden kann. Wie bereits erwähnt, kann 17-4 PH mit einer hohen Härte hergestellt werden, ebenso wie einige Edelstähle der 400er-Serie. Edelstahl der 300er-Serie kann jedoch nur durch Kaltumformung oder Gleitziehen gehärtet werden. Weiche Metalle wie Aluminium und Magnesium werden nie gehärtet, obwohl sie einem kryogenen Spannungsabbau oder einer „Alterung“ durch Niedertemperaturwärme unterzogen werden können.

A comparison between a part as-milled and bead blasted
Bearbeiteter Rohzustand Perlgestrahlte Oberfläche

Die Oberflächenbehandlung ist ein weiteres gängiges Nachbearbeitungsverfahren. Aluminium wird häufig eloxiert, wodurch es eine kratzfeste Oberfläche in nahezu allen Farben erhält. Mit einem chemischen Film oder durch Chromatieren lässt sich ein guter nicht-dekorativer Schutz erzielen. Diese Methoden funktionieren auch bei Magnesium, obgleich hierbei andere Chemikalien benötigt werden. Kupfer und Messing verfärben sich in Verbindung mit Sauerstoff. Daher kann eine stromlose Vernickelung oder Verchromung durchgeführt werden, wenn ein Schutz benötigt wird. Edelstahl und Superlegierungen benötigen nicht viel Schutz, doch Stahl wird in der Regel einer Schwarzoxid-Oberflächenbehandlung unterzogen oder mit Nickel, Cadmium, Zink und anderen Materialien plattiert. Das Lackieren von Stahl ist ebenfalls eine beliebte Option. In diesem Fall wird jedoch eine Vorbehandlung mittels Perlstrahlen oder einem anderen abrasiven Verfahren empfohlen, um vor der Lackierung eine saubere, rostfreie Oberfläche sicherzustellen.

Der Bearbeitungsservice von Proto Labs bietet Perlstrahlen und Rommeln an, um Grate zu entfernen und ein einheitliches Aussehen bearbeiteter Oberflächen zu gewährleisten. Bei DMLS-Teilen wird dies durch das additive Verfahren sichergestellt. Beim Perlstrahlen werden Partikel wie Sand oder Glasperlen unter Hochdruck aufgesprüht, um scharfe Kanten zu glätten und Grate zu beseitigen. Beim Rommeln wird in einem Rommelfass mit Keramik- oder Plastikgranulat derselbe Effekt erzielt. In der Regel können Teile bei Proto Labs innerhalb der normalen Bearbeitungszeiten perlgestrahlt und gerommelt werden. Bei anderen Anbietern können diese Verfahren jedoch die Lieferzeiten um einige Stunden bis eine Woche verlängern. Bei Bedarf können sich unsere Kunden ihre Teile in den meisten Fällen direkt im Anschluss außerhalb von Proto Labs plattieren, lackieren oder eloxieren lassen.

Abstimmung der Werkstoffe und Verfahren bei Proto Labs

Proto Labs bietet eine Vielzahl an Hart- und Weichmetallen an, um Ihren Bedürfnissen bei der Herstellung von Teilen gerecht zu werden. Werkstoffe wie Stähle und Edelstähle, Kobalt-Chrom und Inconel Superlegierungen, sowie Nichteisenmetalle wie Aluminium und Kupfer decken den größten Teil der physikalischen und chemischen Anforderungen Ihres Projekts ab. So ziemlich alles, was Sie sich vorstellen können ist möglich, wenn diese Metalle mit verschiedenen herkömmlichen Bearbeitungs- und industriellen 3D-Druck-Verfahren für Prototypen und Endprodukte, kombiniert werden.

Da diese Aussage jedoch recht vage ist, hier das Kleingedruckte: Die mit den Bearbeitungs- und 3D-Druckverfahren von Proto Labs hergestellten Teile unterliegen Beschränkungen bei der minimalen und maximalen Größe. Da sich die Möglichkeiten von Proto Labs bei der Fertigung von Teilen ständig erweitern, beachten Sie bitte die Designempfehlungen für das jeweilige Verfahren, die online unter protolabs.de zur Verfügung stehen

Bei CNC-bearbeiteten Teilen wird außerdem von Wänden, die dünner sind als 0,5 mm abgeraten, die Bearbeitungstiefe sollte außerdem 50 mm von jeder Seite nicht überschreiten. Die Toleranzen betragen +/- 0,1 mm. Kobalt-Chrom und Inconel stehen derzeit nicht für Proto Labs CNC-Bearbeitung zur Verfügung.

Mit dem Verfahren des Direkten Metall-Lasersinterns von Proto Labs sind zwei Präzisionsniveaus möglich: normale und hohe Auflösungen. Mit beiden lassen sich sehr dünne Schichtdicken und minimale Merkmalgrößen erzielen. Diese Möglichkeiten unterliegen regelmäßigen Verbesserungen und sind unter protolabs.de nachzulesen. Mittels DMLS hergestellte Teile müssen zusätzlichen Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenqualität sowie Schleif- und Bearbeitungsprozessen unterzogen werden, um die während des Bauprozesses erstellten Stützen zu entfernen.

Natürlich benötigen manche Teile nach dem Verlassen von Proto Labs unter Umständen weitere Bearbeitungsschritte. Schnelle Lieferzeiten und wettbewerbsfähige Preise sind kein Grund dafür, dass Proto Labs eine Einheitslösung anbietet. Scharfe Innenkanten machen möglicherweise den Einsatz eines EDM-Verfahrens notwendig, Löcher mit engen Toleranzen müssen unter Umständen gebohrt werden, Außendurchmesser und -oberflächen können geschliffen oder geläppt werden. Trotz dieser Einschränkungen produziert Proto Labs Einzelteile und Kleinserien aus Metall schneller als jeder andere Anbieter und greift dabei auf eine Werkstoffpalette zurück, die den meisten Anforderungen unserer Kunden gerecht wird. Für Metallteile, die ansonsten schwer zu bearbeiten sind kann DMLS die Lösung sein.

Dutzende Kunststoffmaterialien können ebenfalls bei Proto Labs bearbeitet werden, ebenso wie hunderte Thermoplasten für das Spritzgussverfahren und Flüssigsilikone. Egal welches Projekt Sie umsetzen möchten, wir bieten Werkstoffe, Verfahren und Preise an, die Ihren Bedürfnissen bei der Herstellung von Teilen gerecht werden. Wenn Sie sich über unser Angebot informieren oder Ihr Projekt eingehender mit uns besprechen möchten, rufen Sie uns an unter +49 (0) 6261 6436 947.

 

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