Übersicht der gängigsten Werkstoffklassen für industriellen Metall-3D-Druck. Die Verarbeitbarkeit eines Werkstoffs hängt unter anderem vom Verfahren (PBF-LB/M, DED-LB/M, DED-Arc/M), dem eingesetzten System, dem Prozessfenster und den Bauteilanforderungen ab. Nicht jeder Werkstoff ist in jedem Verfahren verfügbar oder geeignet.
Die Wahl des Ausgangsmaterials (Draht oder Pulver) ist verfahrensabhängig und beeinflusst Materialkosten, Handhabung, Prozessführung und Einsatzbereiche. DED-LB/M- und DED-Arc/M-Verfahren nutzen häufig Draht; PBF-LB/M-Verfahren arbeiten ausschließlich mit Pulver.
Metalldraht als Ausgangsmaterial ist nicht explosiv und nicht inhalationsgefährlich — sicherere Handhabung als Pulver. Hohe Materialausnutzung (>90 %), keine Pulverrückgewinnung, kostengünstigere Rohmaterialien.
Metallpulver im Pulverbett ermöglicht hochkomplexe Geometrien und feine Strukturen. Nicht verschmolzenes Pulver kann teilweise recycelt werden. Sorgfältige Pulverhandhabung, Lagerung und Sicherheitsmaßnahmen sind erforderlich.
Nicht jedes Material ist für jedes Verfahren verfügbar. Die Materialauswahl hängt vom gewählten Verfahren, dem System, dem Prozessfenster, dem Bauteil und der nachgelagerten Nachbearbeitung ab.
Die meisteingesetzte Materialfamilie in der additiven Metallfertigung — ausgezeichnete Verarbeitbarkeit in DED-LB/M- und DED-Arc/M-Verfahren, Korrosionsbeständigkeit und breite Legierungsauswahl für unzählige Industrieanwendungen.
Austenitischer Universaledelstahl. Optimale Korrosionsbeständigkeit, biokompatibel, universell einsetzbar.
Schweißzusatz-Legierung. Geringer Kohlenstoffgehalt verhindert Sensibilisierung, weit verbreitet.
Ausscheidungshärtbarer Stahl. Sehr hohe Festigkeit nach Wärmebehandlung (bis 1310 MPa Rp0,2).
Standardedelstahl. Hohe Duktilität, gute Schweißbarkeit, breite Verfügbarkeit.
Ferritischer Edelstahl. Magnetisch, gute Warmfestigkeit, kostengünstiger als Austenit.
Duplex-Edelstahl. Kombiniert hohe Festigkeit mit Korrosionsbeständigkeit — besonders gegen Spannungsrisskorrosion.
Superlegierungen für extreme Temperaturen und korrosive Medien — unverzichtbar in der Luft- und Raumfahrt, Energie und Öl & Gas.
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit von kryogen bis 980 °C. Hohe Zugfestigkeit, sehr gute Schweißbarkeit.
Hochfeste Nickellegierung für Hochtemperaturanwendungen bis 700 °C. Ausscheidungshärtbar.
Oxidationsbeständig bis 1200 °C. Kombination aus Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit.
Nickelbasis-Superlegierung für den Gasturbineneinsatz. Gute Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen.
Hervorragendes Festigkeit-Gewicht-Verhältnis, biokompatibel und korrosionsbeständig. Erfordert Schutzgasatmosphäre während der Verarbeitung.
Die meistverwendete Titanlegierung. Zwei-Phasen-α/β-Legierung mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und Biokompatibilität.
Kommerziell reines Titan. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, gute Formbarkeit und Biokompatibilität.
Hochfeste Werkstoffe für Werkzeugbau, Formenbau und extreme Verschleißbeanspruchung. Ideal für Reparatur und Auftragschweißen.
Warmarbeitsstahl. Ausgezeichnete Warmfestigkeit und Zähigkeit, geringer Verzug bei Wärmebehandlung.
Hochleistungs-Warmarbeitsstahl. Beste Warmverschleißbeständigkeit, für Hochtemperaturwerkzeuge.
Vorvergüteter Formenstahl. Einsatzbereit ohne weiteren Härteprozess, gute Polierbarkeit.
Kobaltbasislegierung mit extremer Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit bis 900 °C.
Höchste Wärme- und elektrische Leitfähigkeit für Kühlkomponenten, Wärmetauscher und Funktionsbauteile. Der Blaulaser (450 nm) sorgt für optimale Absorption bei Kupfer.
Ausscheidungshärtbare Chromzirkonkupfer-Legierung. Hohe Wärmeleitfähigkeit + erhöhte Festigkeit. Ideal für Raketeninjektoren und Kühlkanäle.
NASA-entwickelte Kupferlegierung (Cu-8Cr-4Nb). Behält bei hohen Temperaturen außergewöhnliche Festigkeit bei.
Für anspruchsvollste Anforderungen: ultra-hochfeste Stähle, Sondermaterialien und neue Multi-Material-Kombinationen.
Ultra-hochfester Werkzeugstahl (≥ 1900 MPa). Geringer Kohlenstoff, gute Schweißbarkeit, extrem belastbar nach Auslagerungsbehandlung.
Nickel-Eisen-Legierung mit nahezu null Wärmeausdehnungskoeffizient. Unverzichtbar für dimensionsstabile Strukturen.
Nickelbasis-Superlegierung für extreme Betriebstemperaturen bis 980 °C mit hoher Oxidationsbeständigkeit.
Kundenspezifische Drahtwerkstoffe und Sonderlegierungen nach Absprache — abhängig von Systemkompatibilität und Prozessfenster.
Erweiterte Werkstoffe für hochspezialisierte Nischen wie Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie Werkzeugbau.
Extrem verschleißfest und biokompatibel. Der absolute Standard für Zahnimplantate und künstliche Gelenke.
Hoher Wert, exzellente Leitfähigkeit und Biokompatibilität. Meist über PBF-LB oder Binder Jetting gedruckt.
Superelastizität und Formgedächtniseffekt. Extrem anspruchsvoll in der Prozessführung (PBF-LB).
Extremer Leichtbau und resorbierbare medizinische Implantate. Stark reaktiv und feuergefährlich bei der Verarbeitung.
Kombination aus extrem harten Carbiden und zäher Metallmatrix. Vorwiegend über Binder Jetting verarbeitet.
Keine kristalline Struktur. Extrem hart, kratzfest und elastisch. Sehr schnelle Abkühlraten erforderlich.
Die konkrete Materialauswahl hängt stets vom gewählten Verfahren (DED, LMD, Wire-Laser, WAAM), dem eingesetzten System, dem verfügbaren Ausgangsmaterial (Draht oder Pulver), dem Prozessfenster, der Bauteilgeometrie und der nachgelagerten Nachbearbeitung ab. Nicht jedes Material ist für jedes Verfahren und jedes System gleichermaßen verfügbar — eine technische Vorprüfung ist empfohlen.