Auf der Formnext in Frankfurt im November 2025 wurde die Ausstellungsfläche deutlich vergrößert, was das rasante Wachstum der additiven Fertigungstechnologien widerspiegelt. Besondere Aufmerksamkeit erregte der großformatige Kunststoff-3D-Druck mit Systemen, die mehrere Meter lange Bauteile herstellen können. Diese Maschinen sind mit massiven Materialauftragsköpfen ausgestattet, die die Effizienz der Verarbeitungszeit verbessern sollen.
Neben dem Kunststoff-3D-Druck war auch der Metall-3D-Druck stark vertreten. Mehrere weltweit führende Hersteller von strahlenbasierten Metall-AM-Anlagen präsentierten ihre neuesten Maschinenkonfigurationen.
Da die Abmessungen der Prozesskammern immer weiter zunehmen, erreichen komplette Maschinenanlagen mittlerweile fast die Größe eines Einzimmerappartements oder sogar eines zweistöckigen Raums. Um die Produktivität zu steigern, kommen in vielen Systemen mehrere Strahlquellen zum Einsatz – in der Regel vier bis acht synchronisierte Strahlen.
Hersteller von strahlenbasierten additiven Fertigungsverfahren konzentrieren sich zudem auf sehr große Bauteile, die nicht in eine Kammer passen, wie beispielsweise Teile für Triebwerksverkleidungen mit Durchmessern von mehreren Metern.
Präzise Fertigung kleiner Metallteile mittels Additiver Fertigung
Für kleinere und hochpräzise Metallbauteile entwickelt sich die sinterbasierte additive Fertigung zu einer vielversprechenden Lösung.
Im Gegensatz zum strahlenbasierten AM lässt sich die Schichtdicke proportional zur Partikelgröße des Metallpulvers verringern, was die Herstellung feinerer Strukturen mit hoher Maßgenauigkeit ermöglicht.
Zudem hat sich das Angebot an feinen kugelförmigen Metallpulvern dank umfangreicher Investitionen der Metallpulverhersteller in Gaszerstäubungsanlagen deutlich vergrößert.
Sinterbasierte AM-Technologie
Bei der sinterbasierten additiven Fertigung entstehen während des Druckvorgangs Rohlinge, und die Verfahren lassen sich grob in drei Kategorien einteilen: Pulverbettverfahren, Schmelzspritzverfahren und Photopolymerisation im Reaktionsgefäß.
Pulverbettsysteme lassen sich weiter in zwei Typen unterteilen, je nachdem, ob das Metallpulver vorbeschichtet ist oder nicht. Als Beschichtungsmaterialien werden häufig lichtempfindliche und thermisch aushärtende Polymere verwendet. Der Druck erfolgt je nach Beschichtungsmaterial mit optischem Licht oder Lasern mit geringer Leistung. Im Gegensatz dazu werden unbeschichtete Metallpulver in Binder-Jetting-Verfahren verwendet, bei denen das Bindemittel entsprechend dem Querschnittsdesign präzise aufgetragen wird. Bei diesem Verfahren wird zwar ebenfalls reines Metallpulver verwendet, ähnlich wie bei der strahlbasierten AM, jedoch können viel feinere Pulver eingesetzt werden. Darüber hinaus weisen Binder-Jetting-Rohlinge den geringsten Bindemittelanteil unter den sinterbasierten AM-Verfahren auf, was deutlich kürzere Entbindungszeiten ermöglicht.
Beim Schmelzschichtverfahren (Fused Filament Fabrication, FFF) wird das Ausgangsmaterial nur an die erforderlichen Stellen des Bauteils zugeführt, was dieses Verfahren unter dem Gesichtspunkt der Materialausnutzung zu einem der wirtschaftlichsten AM-Verfahren macht. Das Ausgangsmaterial in Drahtform besteht aus Metallpulver und einem thermoplastischen Bindemittel. Im Gegensatz zu den Pellets beim Metallspritzguss (MIM) muss das Filament ausreichend flexibel sein, um aufgewickelt werden zu können, gleichzeitig aber auch eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um freitragende oder überspannende Strukturen zu stützen. Die maximale freitragende Länge bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Parallelität zur Bauplattform ist ein wichtiger Indikator zur Bewertung der Filamentfabrikationstechnologie. Allerdings neigt der Abstand zwischen den geschmolzenen Linien und Schichten dazu, groß zu sein.
Die Wannen-Photopolymerisation ähnelt dem Pulverbettverfahren insofern, als jede Druckschicht gleichmäßig über die Baufläche verteilt werden muss. Das Ausgangsmaterial besteht aus Metallpulver und einem lichtempfindlichen Bindemittel, was zu einer relativ hohen Viskosität führt; es wird mithilfe einer Rakel gleichmäßig über die Bauplattform verteilt. Die Schichtdicke lässt sich entsprechend der Partikelgröße des Metallpulvers anpassen, wobei feinere Pulver dünnere Schichten ermöglichen. Ein wesentlicher Vorteil des Vat-Verfahrens besteht darin, dass aufgrund der inhärenten Viskosität des Ausgangsmaterials keine Stützstrukturen erforderlich sind. Zudem kann die Spotgröße der Polymerisation im Bereich von einem einzigen Mikrometer liegen, wodurch ein hochpräziser Druck ohne nennenswerte Nachbearbeitung möglich ist. Wichtig ist, dass auch der Abstand zwischen den Druckschichten bei der sinterbasierten additiven Fertigung minimal ist, sodass dichte Sinterteile, vergleichbar mit MIM, problemlos hergestellt werden können.
Unsere μ-MIM-Technologie schlägt eine Brücke zwischen additiver Fertigung und MIM
Wir haben ein Vat-Photopolymerisationssystem von Incus für Prototyping-Anwendungen eingeführt, da es sich durch hohe Präzision und hohe Dichte auszeichnet.
Wichtig ist, dass wir bei diesem Verfahren genau dieselben Metallpulver verwenden können wie in unserer MIM-Serienfertigung.
Wenn Sie daran interessiert sind, hochpräzise Metallteile vom Prototypenbau in die Serienfertigung zu überführen, können Sie sich gerne an uns wenden.
Kommende Ausstellungen
MD&M West 2026
3.–5. Februar | Anaheim | Stand Nr. 3499
Medtec Japan 2026
21.–23. April | Tokio | Halle E7 – Stand Nr. 309/409
Fazit
Risse, Absacken oder Blasenbildung werden häufig als Folge des Aufquellens des Bindemittels und/oder der unterschiedlichen Eigenspannungen zwischen der Oberfläche und dem Inneren beobachtet. Diese Probleme lassen sich durch die Auswahl geeigneter organischer Lösungsmittel und durch Temperaturkontrolle vermeiden.
Das katalytische Entbindern nutzt die Sublimation des Bindemittels, wodurch es möglich ist, das Bindemittel in relativ kurzer Zeit zu zersetzen und die Verformung zu minimieren. Bei einer stark sauren Atmosphäre ist die Auswahl an Metallwerkstoffen jedoch begrenzt.
Beim Sinterprozess setzt die Halsbildung („Necking“), d. h. die Ausbildung von Brückenbindungen zwischen Metallpulverkörnern durch thermische Diffusion, bei Erreichen der Sintertemperatur ein. Sobald dieses Necking einsetzt, wird eine Schrumpfung beobachtet, die die Dichte erhöht. Bevor das Necking einsetzt, sollten daher alle organischen Bestandteile zersetzt und das Gas zwischen den Pulverkörnern entfernt werden. Im Sinterprozess führen unerwünschte chemische Reaktionen wie Oxidation oder Karbonisierung zum Verlust mechanischer Eigenschaften, weshalb zu Beginn des Prozesses eine präzise Atmosphärensteuerung mit niedriger Heizrate erforderlich ist. Wenn die Sintertemperatur erreicht ist, können außerdem einige pflanzenbasierte Bindemittel verdampfen.