Kurz gesagt
3D-Druck mit Metall läuft über Pulverbettschmelzen (SLM/DMLS), Binder Jetting oder Metallfilament mit Entbindern und Sintern. Industrieteile kosten laut Hubs oft 5.000 bis 10.000 USD. Privatleute drucken höchstens Grünteile aus Metallfilament selbst und lassen sie extern sintern.
Metall aus dem 3D-Drucker klingt nach Hightech. Es ist auch Hightech, und das erklärt, warum kaum jemand es zuhause macht. Hier siehst Du, welche Verfahren es gibt, was sie kosten und welchen Weg Privatleute realistisch gehen. Falls Du bisher nur mit Kunststoff arbeitest, passt dazu der Überblick über technische Filamente.
Welche Verfahren gibt es für den 3D-Druck mit Metall?
Es gibt drei Hauptverfahren für Metall: Pulverbettschmelzen (SLM/DMLS), Binder Jetting und Metallextrusion. Sie unterscheiden sich bei Genauigkeit, Dichte und Gerätepreis stark. Die Zahlen stammen aus dem Leitfaden von Hubs.
| Eigenschaft | SLM/DMLS | Binder Jetting | Metallextrusion |
|---|---|---|---|
| Prinzip | Laser schmilzt Metallpulver | Bindemittel verklebt Pulver, danach Sintern | Filament aus Metallpulver und Polymer, danach Entbindern und Sintern |
| Maßhaltigkeit | ±0,1 mm | ±0,2 mm | ±0,5 mm |
| Schichtdicke | 20–50 µm | 35–50 µm | 50–200 µm |
| Innere Porosität | unter 0,2–0,5 % | 0,2–2,0 % | 2,0–4,0 % |
| Gerätepreis (Durchschnitt) | 550.000 USD | 400.000 USD | 140.000 USD inkl. Nachbearbeitung |
SLM und DMLS: der Laser im Pulverbett
Beim SLM (Selective Laser Melting) und beim DMLS (Direct Metal Laser Sintering) verschmilzt ein Laser Metallpulver Schicht für Schicht. Die Teile brauchen laut Hubs immer Stützen. Das Verfahren liefert die dichtesten Teile und die breiteste Materialauswahl, darunter Titan, Aluminium und Edelstahl.
Binder Jetting: Pulver mit Klebstoff
Beim Binder Jetting verklebt ein Bindemittel das Pulver bei Raumtemperatur. Das „Grünteil“ wird danach gesintert und schrumpft um etwa 20 %. Der Drucker muss das Teil deshalb entsprechend größer drucken.
Metallextrusion: das FDM-Verwandte
Die Metallextrusion arbeitet wie ein FDM-Drucker. Das Filament enthält Metallpulver und einen Polymerbinder. Nach dem Druck wird der Binder entfernt, danach wird gesintert. Auch hier schrumpft das Teil laut Hubs um etwa 20 %.
Wie läuft Metallfilament-Druck mit Entbindern und Sintern ab?
Metallfilament-Druck besteht aus drei Schritten: Drucken, Entbindern, Sintern. Am Ende steht ein Metallteil. Das Teil nach dem Druck heißt „Grünteil“. Es besteht aus Metallpulver in Kunststoff und ist noch kein Metall.
BASF beschreibt das Verfahren für sein Filament Ultrafuse 316L so: Beim katalytischen Entbindern verschwindet der primäre Binder. Es bleibt das „Braunteil“ aus Metallpartikeln und Restbinder. Beim Sintern knapp unter der Schmelztemperatur des Metalls verschwindet der Restbinder, und die Partikel verschmelzen. Härte und Festigkeit entstehen erst im Sinterofen.
Die Werte können sich sehen lassen. Für Ultrafuse 316L nennt der Dienstleister Craftcloud eine Zugfestigkeit von 521–561 MPa und eine Bruchdehnung von 36–53 %. Das ist laut Craftcloud ähnlich wie bei Stahl aus dem DMLS-Verfahren, die Streckgrenze ist aber geringer.
- Drucker: Du brauchst eine gehärtete Düse, weil Metallpulver die Düse abschleift.
- Skalierung: Das Modell muss größer gedruckt werden. Snapmaker nennt 15–25 % Schrumpfung, im Beispiel 316L etwa 120 % in XY und 126 % in Z.
- Stützen: Laut Hubs sind sie bei Metallextrusion auch für den Sinterschritt nötig.
- Wandstärke: Mindestens 1,0 mm, vorzugsweise gleichbleibend und unter 10 mm.
Was kostet 3D-Druck mit Metall?
Metall-3D-Druck im Profibereich kostet pro Teil schnell mehrere tausend Dollar. Bei SLM/DMLS nennt Hubs typische Teilekosten von 5.000 bis 10.000 USD inklusive Oberflächenbehandlung. Das Material allein kostet 200–500 USD pro Kilogramm. Ein Rohling kostet im Druck 2.000–4.000 USD, auf einen Rohling passen meist 6 bis 12 Teile.
Das Verfahren ist auch nicht schnell. Hubs rechnet mit mindestens 48 Stunden, im Schnitt 5 Tagen bis zum fertigen Teil. Dazu kommen Nachbearbeitungsschritte wie Spannungsabbau und Stützenentfernung.
Für den Weg über Metallfilament nennt Snapmaker als Richtwerte:
- Filament: 150 bis über 200 USD pro Kilogramm
- Entbindern und Sintern beim Dienstleister: etwa 50 USD pro Kilogramm
- Durchlaufzeit: 1 bis 2 Wochen, plus Hin- und Rückversand
Snapmaker ist Druckerhersteller, die Preise sind Schätzungen. Hole Dir ein konkretes Angebot beim Dienstleister.
Warum klappt Metalldruck zuhause kaum?
Metalldruck scheitert zuhause an Technik, Preis und Sicherheit. Ein eigener Sinterofen kostet laut All3DP etwa 15.000 bis 50.000 (Preise dort in US-Dollar). Dazu kommen Entbinderung und Nachbearbeitung. Die industriellen Pulverbettverfahren brauchen laut Snapmaker Spezialanlagen, Schutzgas und strenges Pulvermanagement.
Die Sicherheit ist der zweite Grund. 3DNatives fasst die NIOSH-Empfehlungen zusammen: Metallpulver ist ein Gesundheitsrisiko, dazu kommen Laserstrahlung sowie Brand- und Explosionsgefahr. Befüllen und Sieben sollen in geschlossener Umgebung geschehen, weil das Pulver sehr fein ist. Filtration und Feuerlöscher gehören bereitgestellt.
Sicherheitshinweis: Hantiere nicht mit losem Metallpulver in der Wohnung oder Werkstatt. Feines Metallpulver ist ein Gefahrstoff. Mehr zum Thema Schadstoffe beim Drucken steht im Ratgeber 3D-Druck und Gesundheit.
Wie kommst Du als Privatperson an ein Metallteil?
Der einfachste Weg ist ein Dienstleister. Du lädst eine 3D-Datei hoch und bekommst ein Angebot. Xometry bietet laut eigener Seite Sofortangebote für DMLS-Metallteile nach CAD-Upload. Binder Jetting ist ebenfalls gelistet. Welche Metalle genau möglich sind, siehst Du im Angebotsprozess.
Prüfe vor der Bestellung diese vier Punkte:
- Toleranz: SLM/DMLS erreicht ±0,1 mm, Metallextrusion nur ±0,5 mm.
- Nachbearbeitung: Fräsen, Wärmebehandlung oder Polieren kosten laut Hubs extra, etwa 500–2.000 USD pro Teil für CNC-Bearbeitung.
- Lieferzeit: Rechne mit mindestens 48 Stunden Fertigung plus Versand.
- Zweck: Ein Prototyp braucht keine Dichte von unter 0,5 % Porosität.
Du kannst drei Wege unterscheiden:
- Dienstleister (SLM/DMLS): höchste Qualität, aber hohe Stückpreise. Sinnvoll für funktionale Einzelteile.
- Hybrid mit Metallfilament: Du druckst das Grünteil selbst und gibst es zum Entbindern und Sintern ab. Das ist laut Snapmaker für Privatleute der machbare Weg.
- Kunststoff statt Metall: Du druckst das Teil aus technischem Filament. Das ist oft die günstigste Lösung, wenn die Belastung moderat bleibt.
Hinweis zu Metall-Optik: Filamente mit Metall-Look bleiben Kunststoff. Sie sehen nach Metall aus, haben aber nicht dessen Festigkeit.
Welche Metalle und Geometrien sind möglich?
Die Materialauswahl hängt vom Verfahren ab. Das Pulverbettschmelzen verarbeitet laut Hubs Aluminiumlegierungen, Titan und Edelstahl. Binder Jetting kennt Edelstahl, Werkzeugstahl und Hartmetall. Bei der Metallextrusion ist die Auswahl sehr begrenzt, meist Edelstahl.
Auch die Konstruktion hat Regeln. Die Tabelle zeigt die Designvorgaben aus dem Hubs-Leitfaden.
| Regel | SLM/DMLS | Binder Jetting | Metallextrusion |
|---|---|---|---|
| Minimale Wandstärke | 0,4 mm | 1,0 mm | 1,0 mm |
| Maximaler Überhangwinkel | 50° | nicht zutreffend | 45° |
| Minimaler Lochdurchmesser | 1,5 mm | 1,0 mm | 1,5 mm |
| Kleinste Strukturgröße | 0,6 mm | 2,0 mm | 3,0 mm |
Ein Konstrukteur plant diese Grenzen von Anfang an ein. Für Deine STL-Datei heißt das: Prüfe vor dem Bestellen die Wandstärken und Überhänge. Ein zu dünnes Detail kann beim Sintern scheitern oder muss vom Dienstleister geändert werden.
Wann lohnt sich Metall, wann reicht Kunststoff?
Metall lohnt sich bei Hitze, hoher Last oder Verschleiß. Beispiele aus dem Hubs-Leitfaden: Eine Titanhalterung der TU Delft Formula Student hält Kräften bis 400 kg stand, ein Titanimplantat mit Gitterstruktur wurde bei mehr als 100.000 Patienten eingesetzt. Das sind Industrieanwendungen.
Für Haushalt und Hobby genügt oft Kunststoff. Ein stabiles PETG- oder ASA-Teil ersetzt viele Halter und Gehäuse. Metall brauchst Du erst, wenn das Teil heiß wird oder stark belastet ist. Bis dahin sparst Du Geld und Zeit.
Auch im Werkzeugbau zählt die Rechnung. Hubs nennt für eine gedruckte Spritzgussform etwa 10.000 USD gegenüber 4.000 USD bei CNC-Fertigung. Dafür verkürzt sich der Zyklus um 60 bis 70 %. Solche Rechnungen machen Firmen auf, nicht Hobby-Werkstätten.
Fazit
3D-Druck mit Metall ist Industrietechnik. SLM/DMLS liefert die besten Teile, kostet aber laut Hubs oft 5.000 bis 10.000 USD pro Teil. Privatleute kommen mit Metallfilament und externem Sintern weiter, brauchen aber eine gehärtete Düse, genaue Skalierung und 1 bis 2 Wochen Geduld. Zuhause selbst zu sintern oder mit Pulver zu arbeiten, ist teuer und riskant. Die Faustregel: Kunststoff für Alltag und Prototypen, Dienstleister für belastete Metallteile, Metallfilament nur für Tüftler mit Geduld und Budget für externe Verarbeitung. Wer ohnehin einen Drucker sucht, prüft zuerst, ob ein Drucker mit Kunststoff die Aufgabe löst.
Quellen
- Leitfaden Metall-3D-Druck (Hubs)
- How much does a metal 3D printer cost? (All3DP)
- Can You 3D Print Metal? (Snapmaker)
- Ultrafuse 316L Steel (Craftcloud)
- BASF Launches New Metal Filament (Digital Engineering 24/7)
- Potentielle Gefahren von FDM und Metalldruck (3DNatives)
- 3D Printing Services (Xometry)
