Markforged ist mit dem Mark One 2014 groß in den 3D-Druck-Markt eingestiegen. Der Mark One war einer der ersten 3D-Drucker, der mit Verbundmaterialien arbeitete. Der 3D-Drucker produziert Teile, die extrem robust sind. Diese Ergebnisse erzielt er dank der Verwendung spezieller Fasern, darunter Kevlar-Fasern (PPTA), Carbon-Fasern oder Glasfasern. Markforged sammelte daraufhin 54,8 Millionen Dollar von Investoren ein, um seinen 3D-Drucker weiterzuentwickeln.
Im Januar 2017 wurde der Metal X auf der Consumer Electronics Show (CES), einer Fachmesse für Unterhaltungselektronik in den USA, vorgestellt. Der Metal X wird ab einem Preis von 88 200€ zu haben sein. Das klingt viel, ist aber im Vergleich zu den in der Industrie üblichen DMLS/SLM-Druckern ziemlich günstig. Diese können nämlich gut und gerne 450 000€ und mehr kosten.
Wenn du mehr über Metall-3D-Druck wissen willst, schau dir diesen Artikel an: Die besten Metall-3D-Drucker
Der Markt für Metall-3D-Drucker ist zukunftsträchtig – und deshalb auch hart umkämpft. Im März 2018 reichte Desktop Metal Klage gegen seinen Wettbewerber Markforged ein. Die Klage war jedoch erfolglos und die Vorwürfe, Markforged habe geistiges Eigentum von Desktop Metal übernommen, erhärteten sich nicht. So konnte der Markforged Metal X doch noch auf den Markt gebracht werden. Er wird seit April 2018 ausgeliefert.
Mit dabei ist eine Nachbearbeitungseinheit bestehend aus dem Sinter-1 (Aushärtungsofen) und dem Wash-1 (zur Entfernung von Bindematerial). Diese Zusatzgeräte sind nötig, um das volle Potential des Produktionsverfahrens anzuwenden, das Markforged ADAM-Verfahren (Atomic Diffusion Additive Manufactruing) nennt.
Technologie und Produktionsprozess
Innovativ ist am Markforged Metal X eigentlich der gesamte Druckprozess. ADAM oder „Atomic Diffusion Additive Manufacturing“ heißt das Verfahren, bei dem ein Kunststofffilament mit Metallkern zum Einsatz kommt, der wiederum aus einem Metallpulver und einem Bindestoff besteht. Ähnlich wie bei anderen 3D-Druck-Verfahren wird auch hier das Modell Schicht für Schicht aufgebaut. Der 3D-Drucker passt hier die Proportionen des Modells an, sodass es auch die richtige Größe hat, wenn das Verbundmaterial herausgelöst wurde.
Kommt das Bauteil aus dem Drucker, wandert es in die Nachbearbeitungsmaschine. Dort muss es zuerst in den Wash-1, ein Gerät, in dem das Bauteil in einer Flüssigkeit von dem Bindematerial befreit wird. Heraus kommt ein Modell, das nun halbporös ist und damit ideal, um das übriggebliebene Bindemittel auszuschmelzen. Dies geschieht im letzten Schritt. Der Sinter-1, ein Hochleistungsofen, brennt die letzten Bindemittelreste weg. Heraus kommt ein solides Metallteil. Der letzte Finishing-Schritt verleiht dem Modell eine Metalldichte von bis zu 99 Prozent. Das können sonst nur industrielle DMLS-Maschinen.
Ein Vorteil der ADAM-Technologie ist, dass man so geschlossene Hohlräume umsetzen kann. Zuvor ist es nur möglich gewesen, Modelle zu bauen, die ein kleines Loch aufwiesen, aus dem das ungenutzte Pulver austreten konnte. Beim Markforged Metal X ist das kein Problem mehr, denn das überschüssige Pulver brennt im Ofen weg. So können Designer so gut wie jede Form entwerfen, ohne auf die Unzulänglichkeiten eines 3D-Druckers Rücksicht zu nehmen. Es werden mit dieser Technologie auch Teile möglich, die leicht sind, aber dennoch stabil.
Die Nachbarbeitungsgeräte Wash-1 und Sinter-1 kommen zusammen auf ein Gewicht von 274 kg, und sind 1067 x 505 x 720 mm bzw. 609 x 685 x 1067 mm groß. Auch wenn sich das erst mal nach einem riesigen Gerät anhört, ist es doch eine Verbesserung im Vergleich zu anderen Nachbearbeitungsgeräten beim Metall-3D-Drucken. Die Einzelpreise des Sinter-1 und des Wash-1 sind nicht bekannt. Einige Händler bieten die beiden Geräte zusammen mit dem Markforged Metal X jeodch für ca. 150 000 € (ohne MwSt) an.
Geräte, die mit einer Technologie arbeiten, die aus der Industrie kommt, sind immer auf ein Nachbearbeitungsverfahren angewiesen. Markforged deckt den kompletten Produktionsprozess vom CAD-Modell bis zum fertigen Bauteil ab. So kann das Unternehmen die Qualität der mit dem Metal X gebauten Teile ideal überwachen. Der einzige Wettbewerber, der Ähnliches bietet, ist das Studio System vom Desktop Metal. Auch hier durchläuft das Bauteil drei Phasen. Die Lösung von Desktop Metal wird seit Ende 2017 verkauft. Laut Markforged besteht der Unterschied zwischen den beiden Produkten darin, dass der Markforged Metal X für kristallographische Isotropie sorgt, das heißt, dass die mechanischen Eigenschaften des Bauteils aus jedem Winkel und jeder Achse bestehen.
Materialien und Software
Als erstes Material für den Markforged Metal X wurde 17-4 PH Edelstahl auf den Markt gebracht. Es ist für viele Anwendungsbereiche geeignet, da es sehr robust, rostfrei und stabil ist. Es wird daher häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der medizinischen und chemischen Industrie eingesetzt. 17-4 PH Edelstahl eignet sich hervorragend zur Werkzeugherstellung oder zur Fertigung von Einbauvorrichtungen. Für beide Anwendungsbereiche wären früher wohl nur Fertigungsverfahren wie das kostspielige CNC-Fräsen infrage gekommen. Andere Materialien befinden sich noch in der Entwicklungsphase. Dazu gehören der Werkzeugstahl (H13, A2, D2) Titan Ti6Al4V, Inconel (IN) 625, Kupfer und Aluminium (6061, 7075). Wenn einmal alle Materialien verfügbar sind, eröffnen sich ganz neue Anwendungsgebiete. Inocel 625 könnte für Bauteile von Flugzeugmotoren zum Einsatz kommen. Kupfer eignet sich bspw. für Wärmeaustauscher und vieles mehr.
Der Metal X wird mit einer cloud-basierten hauseigenen Software geliefert: Eiger. Diese Software kann auch dazu verwendet werden, die ganze Flotte an Metal-X-Geräten zu verbinden und so die Serienproduktion von Teilen zu überwachen. Das Gerät verfügt zudem über einen Touchscreen. Eiger überwacht die Materialflüsse innerhalb des Geräts. So können nach Bedarf Anpassungen vorgenommen werden. Eiger funktioniert auch auf den meisten Browsern, sodass du einfach CAD-Modelle importieren kannst, ohne eine weitere Software zwischenzuschalten. Man kann mit der Software auch festlegen, wo das Teil den größten Kräften ausgesetzt sein wird und das Modell dementsprechend robust gestalten.
Die Vorteile von Metall-3D-Druck sind weithin bekannt. Damit wird es erstmals möglich, stabile Teile mit komplizierten Geometrien zu entwerfen. Der Markforged Metal X ist ein weiterer Schritt hin zu wirklich erschwinglichen Metall-3D-Druckern. Auch wenn dieses Verfahren den Produktionsprozess nicht merklich verkürzt und du immer noch eine Nachbearbeitung der Teile brauchst, kann der Preis für einige Unternehmen jedoch zum Kaufargument werden.
Markforged Metal X technische Daten
Hier sind die aktuellen technischen Spezifikationen des Markforged Metal X.
- Drucktechnologie: Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM)
- Bauraum: 300 x 220 x 180 mm
- Außenmaße: 575 x 467 x 1120 mm
- Druckkammer: Beheizt
- Druckbett: Beheizt, vakuumverschlossene Druckplatte, automatische Druckbetteinstellung
- Drucksystem: 2 Extruderdüsen, Metall- und Stützmaterial
- Maximale Modellgröße: 250 x 183 x 150 mm
- Maximales Modellgewicht: 10 kg
- Auflösung: 50 – 200 Mikrometer
- Datenaustausch: Ethernet oder WLAN
- Gewicht: 75 kg
- Energiedaten: 100-240 V, 2.400W (20A), IEC60320 Typ C2
- Material: 17-4 PH Edelstahl
- Neue Materialien (in der Entwicklung): Werkzeugstahl (H13, A2, D2) Titan Ti6Al4V, Inconel (IN) 625, Kupfer, Aluminium (6061, 7075)
- Stützmaterialien: Gleiches Material mit keramischer Zwischenschicht
- Druckvorbereitung: Eiger Software
- Unterstütztes Dateiformat: STL
Wo kann man ihn kaufen?
Wenn du mehr Infos brauchst, ein Musterteil oder den Markforged Metal X bestellen willst, kannst du entweder auf der Webseite des Herstellers vorbeischauen oder auf den Link unten klicken.
Lizenz: Der Text von "Markforged Metal X im Test: Blick auf die Specs" von All3DP Pro unterliegt der Creative Commons Attribution 4.0 International License.