Mit dem HP Metal Jet will das Unternehmen die Welt der Fertigung von Metallteilen in Serie künftig revolutionieren.
So schnell kann es gehen: In der letzten Ausgabe bereits als zukünftige Entwicklung kurz angesprochen, hat HP nun auf der International Manufacturing Technology Show (IMTS) in Chicago seinen HP Metal Jet vorgestellt, der die vierte industrielle Revolution entscheidend vorantreiben soll. Konzipiert für die industrielle Massenfertigung von Metallteilen soll mit ihm das 12 Trillionen US-Dollar (10,21 Billionen Euro) große Marktsegment angegangen werden, von dem HP ein möglichst großes Kuchenstück für die additive Produktion begeistern und einnehmen will.
Wie Steve Nigro, Präsident 3D-Druck von HP, in seiner Keynote betonte, sind sechs Faktoren nötig, um den Markt „aufzuwecken“ und zu transformieren. Hierzu gehören die Produktfähigkeiten, Materialpreis und die Materialauswahl, welche ge- und eröffnet werden müssen. Beschleunigung von Designs für die additive Fertigung, neue Lieferketten sowie Normen und Richtlinien sind weitere Voraussetzungen der Marktbeeinflussung. Um mechanisch funktionale Endteile in Masse additiv zu produzieren seien neben einer bahnbrechenden Technologie und Qualität wirtschaftliche Vorteile entscheidend.
Derzeit würden 1,700 Millionen Tonnen Eisen und Stahl produziert. Hinzu kommen Aluminium (60 Mill.), Kupfer (20 Mill.), Zink (13 Mill), Blei (5 Mill.), Nickel (2 Mill.), Magnesium (2 Mill.), Zinn (0,3 Mill.) und Titanium (0,2 Mill.), wobei die Herstellungs-/Gewinnungskosten je nach Metall variieren – so hat beispielsweise Titanium ungefähr 50 Mal höhere Herstellungskosten als Eisen und Stahl. HP hat drei Bereiche identifiziert bei denen, nach Unternehmensmeinung, die additive Fertigung Einsparungen und positive Effekte bewirken wird. Hierzu gehören Medizin, industrielle Geräte/Teile sowie der Fahrzeugbereich, hier insbesondere Automobilbau sowie Flugzeugbau. Alle drei Bereiche haben einen Stahlanteil von über 50 Prozent (im Flugzeugbau liegt dieser bei 23%) und sind aufgrund der Funktionalität und Effizienz eigentlich darauf angewiesen, möglichst stabile, leichte und langlebige Teile in ihren Endprodukten zu verbauen.
Hier kommt jetzt der HP Metal Jet ins Spiel. Mit ihm lassen sich Produkte mit bis zu 50 mal höherer Produktivität als andere 3D-Druckverfahren und zu deutlich niedrigeren Druckkosten im Vergleich mit anderen Bindemittel-Inkjetdruckern fertigen. So gefertigte Teile würden die mechanischen Eigenschaften der Industriestandards übertreffen, so HP.
Der HP Metal Jet arbeitet analog der bereits in der letzten Ausgabe vorgestellten HP Multi Jet Fusion-Technologie für Plastik. Anstatt Plastik wird hier jedoch ein Metallpulver aufgetragen und die einzelnen Schichten benötigen zum Aushärten unter anderem höhere Temperaturen um ein festes Teil zu erhalten. Mit seiner 30jährigen Erfahrung im thermalen Tintenstrahldruck, zwei bettbreiten Druckschienen und vierfacher Düsendichte sowie den HP eigenen chemischen Formeln für Bindemittel etc, kann der HP Metal Jet sich inzwischen sehen lassen. HPs eigenes Moore-sche Gesetz, bei dem sich die Anzahl der Tintentropfen alle 18 Monate verdoppelt, bedeutet, dass 2019 bereits eine Geschwindigkeit von 100 Milliarden Tropfen je Sekunde erreicht wird. Das Bett des HP Metal Jet hat eine Größe von 430 x 320 x 200 mm. HP Metal Jet beginnt mit Edelstahl-Fertigteilen welche isotrope Eigenschaften liefern, die den ASTM- und MPIF-Standards entsprechen oder diese sogar übertreffen.
In einer branchenweit ersten Zusammenarbeit arbeitet HP mit GKN Powder Metallurgy zusammen. GKN setzt den HP Metal Jet in seinen Fabriken ein, um funktionale Metallteile für Automobil- und Industrieführer wie Volkswagen und Wilo herzustellen. GKN Pulvermetallurgie ist der weltweit führende Hersteller von Materialien und Produkten mit pulvermetallurgischen Technologien und umfasst die Marken GKN Sinter Metals, GKN Hoeganaes und GKN Additive Manufacturing. Das Unternehmen produziert mehr als drei Milliarden Komponenten pro Jahr und erwartet, dass es bereits im nächsten Jahr Millionen von produktionsreifen Teilen mit dem HP Metal Jet für seine Kunden in allen Branchen drucken wird.
"Wir befinden uns am Wendepunkt einer aufregenden neuen Ära aus der es kein Zurück mehr geben wird: die Zukunft der Massenproduktion mit 3D-Druck. Die neue Metal Jet-Technologie von HP ermöglicht es uns, unser Geschäft auszuweiten, indem wir neue Möglichkeiten nutzen, die bisher kostspielig waren", sagte Peter Oberparleiter, CEO von GKN Powder Metallurgy. "Unsere DNA und unsere Expertise in der Pulverproduktion und der Verarbeitung von Metallteilen mit digital vernetzten Systemen werden es uns ermöglichen, die Industrialisierung über die gesamten Wertschöpfungskette der additiven Fertigung voranzutreiben. Durch die Bündelung der Kräfte von HP und GKN Powder Metallurgy werden wir die Produktivität und Leistungsfähigkeit unserer Kunden auf ein beispielloses Niveau heben, das auf den wirtschaftlichen und technischen Vorteilen der HP Metal Jet-Technologie basiert".
Volkswagen, einer der größten und innovativsten Fahrzeughersteller der Welt, integriert HP Metal Jet in seine langfristige Design- und Produktions-Roadmap. Die Zusammenarbeit zwischen Volkswagen, GKN und HP hat dazu geführt, dass die Herstellung von massentauglichen Teilen wie individualisierten Schlüsselanhängern und außen angebrachten Namensschildern schnell realisiert und beurteilt werden kann. Der Mehrjahresplan von Volkswagen für den Einsatz von HP Metal Jet umfasst auch die Produktion von leistungsfähigeren Funktionsteilen mit hohen strukturellen Anforderungen, wie Schaltknäufe und Spiegelhalterungen. Da neue Plattformen wie Elektrofahrzeuge in Serie gehen, wird erwartet, dass HP Metal Jet für zusätzliche Anwendungen wie die Leichtbauweise von voll sicherheitsrelevanten Fahrzeugen genutzt wird.
"Die Automobilindustrie wird revolutioniert - die Kunden erwarten nicht nur eine Personalisierung, sondern bis 2025 werden die Marken des Volkswagen Konzerns 80 neue Elektrofahrzeuge eingeführt haben", sagte Dr. Martin Goede, Leiter der Technologieplanung und -entwicklung bei Volkswagen. "Ein einziges Auto besteht aus sechstausend bis achttausend verschiedenen Teilen. Ein großer Vorteil einer Additivtechnologie wie HP Metal Jet ist, dass wir viele dieser Teile herstellen können, ohne zuvor Fertigungswerkzeuge bauen zu müssen. Durch die Reduzierung der Zykluszeit bei der Herstellung von Teilen können wir sehr schnell ein höheres Volumen an Massenproduktion realisieren. Deshalb ist die neue Metal Jet-Plattform von HP für die Branche ein großer Schritt nach vorne, und wir freuen uns darauf, die Messlatte dafür höher zu legen, was möglich ist, um unseren Kunden mehr Wert und Innovation zu bieten".
GKN Powder Metallurgy nutzt zudem die HP Metal Jet-Technologie, um für Wilo, einem weltweit führenden Anbieter von Pumpen und Pumpensystemlösungen, kostengünstige Industrieteile mit höherem hydraulischen Wirkungsgrad herzustellen. Wilo setzt auf die HP Metal Jet-Technologie, um erste hydraulische Teile wie Laufräder, Diffusoren und Pumpengehäuse mit stark variierenden Abmessungen herzustellen, die starken Saug-, Druck- und Temperaturschwankungen standhalten müssen.
Medizinische Anwendungen
Um die medizinische Industrie zu bedienen, arbeitet HP auch mit Parmatech, einem ATW-Unternehmen, zusammen, um die Massenproduktion von Metallstrahlteilen für Kunden wie OKAY Industries, Primo Medical Group und anderen auszubauen. Parmatech ist ein weltweit führender Anbieter von Metallspritzguss und seit mehr als 40 Jahren ein Pionier in der Metallproduktion, der sich auf die Herstellung kostengünstiger, hochvolumiger Metallteile für den medizinischen und industriellen Bereich spezialisiert hat.
"HP Metal Jet ist die erste wirklich praktikable 3D-Technologie für die großtechnische Herstellung von Metallteilen. Unsere Kunden verlangen extreme Leistung, Qualität und Zuverlässigkeit, und die fortschrittliche Technologie von HP sowie der Erfahrung der Disruption von Märkten geben uns das Selbstvertrauen, über die Erwartungen hinaus zu liefern", sagte Rob Hall, Präsident von Parmatech. "Wir freuen uns, HP Metal Jet in unseren Fabriken einzusetzen und mit der Herstellung komplexer Teile wie chirurgischen Scheren und endoskopischen chirurgischen Klemmen sowie neuer Anwendungen und Geometrien zu beginnen, die mit herkömmlichen Metallherstellungstechnologien nicht möglich sind. Die HP Metal Jet-Technologie wird eine Schlüsselrolle bei unserer Mission spielen, innovative Lösungen für die besonderen Herausforderungen unserer Kunden zu entwickeln".
Metal Jet Produktions-Service
In der ersten Jahreshälfte 2019 können Kunden 3D-Konstruktionsdateien hoch laden und Industrieteile in großen Mengen vom neuen Metal Jet Produktions-Service erhalten. Die Teile werden von den HP-Partnern GKN Powder Metallurgy und Parmatech produziert, um die höchsten Standards in Bezug auf Technik und Produktionsqualität zu gewährleisten.
Die kommerziellen HP Metal Jet-Lösungen können ab sofort vorbestellt und werden ab 2020 mit Verfügbarkeit ab 2021 angeboten, Frühbesteller können ab 2020 mit der Lieferung ihres HP Metal Jet rechnen , wobei der Preis von HP mit unter 399.000 US-Dollar (339.150 Euro) angegeben wird..
