de.wedoany.com-Bericht: Die Unternehmen Incus GmbH und MetShape GmbH treiben gemeinsam die Lithografie-basierte Metallfertigung (LMM) vom Forschungslabor in die Fabrikhalle voran. Die Technologie hat bereits Fortschritte in den Bereichen Medizintechnik, Dentalprodukte und Präzisionstechnik erzielt. Während der AMA Healthcare 2025 erläuterten Dr. Gerald Mitteramskogler, CEO und Gründer von Incus, und Dr. Lucas Vogel, CEO von MetShape, wie die LMM-Technologie entscheidende Vorteile im Nischenmarkt für kleine, komplexe Metallteile aufbaut.
Das Funktionsprinzip von LMM besteht darin, mit einem Projektor schichtweise ein mit Metallpulver gefülltes Harz auszuhärten, anschließend das Bindemittel zu entfernen und die Teile bis nahezu voller Dichte zu sintern. Dieses Verfahren bietet einen Fertigungsweg für die Herstellung hochkomplexer Metallteile und löst Probleme, die beim Metallpulverspritzguss (MIM) oder anderen additiven Technologien bei kleinen Teilen nur schwer zu bewältigen sind. Zwei Datenpunkte verdeutlichen die Entwicklungsgeschwindigkeit: Die MIM-Kapazität für kieferorthopädische Brackets wurde verdreifacht, die Kosten für chirurgische Instrumentenkomponenten um bis zu 90 % gesenkt; ein in Entwicklung befindliches Ziel ist die Produktion von zwei Millionen Teilen pro Jahr mit nur zwei Druckern.
Die lithografische Metallfertigung übernimmt den optischen Mechanismus der Stereolithografie und wendet ihn auf ein Photopolymerharz mit einem Metallpulverfüllgrad von etwa 55 Volumenprozent an. Das Harz ist bei Raumtemperatur fest, wird durch ein beheiztes Recoating-Blade schichtweise verflüssigt und anschließend von oben durch einen Projektor ausgehärtet. Die Grünlinge benötigen keine Stützstrukturen, da das Material während der Fertigung als eigene Stütze dient, was sich direkt auf die Oberflächenqualität und geometrische Komplexität auswirkt. Mitteramskogler erklärte, dass damit Grünlinge für die additive Metallfertigung hergestellt werden können, die in Bezug auf Qualität, Komplexität und Oberflächenästhetik praktisch unübertroffen sind. Das verwendete Pulver hat einen D50-Wert im Bereich von 8 bis 12 Mikrometern, was mit MIM-Rohstoffen übereinstimmt; bei Bedarf wurden bereits Partikel von nur 4 bis 6 Mikrometern eingesetzt. Der mit der Bindemittelentfernung einhergehende Volumenschwund von 45 % ist vorhersagbar und isotrop und kann bereits in der Designphase kompensiert werden.
Incus bietet zwei Maschinenklassen an. Der Hammer Evo hat eine Bauplattform von 89,6 mal 56 Millimetern und eignet sich für die Prototypenfertigung und Kleinserienproduktion. Die Hammer Pro-Serie vergrößert die Baufläche auf 200 mal 204,55 Millimeter und konzentriert sich darauf, kleine Teile dicht auf jeder Plattform zu platzieren, um die Stückkosten zu senken. Die Kosteneffizienz pro Teil ist beim Hammer Pro etwa siebenmal höher als beim Evo, was auf die Plattformausnutzung zurückzuführen ist. Die Produktionsumgebung erfordert keine Handhabung von losem Pulver, keine Hochleistungslaser oder Inertgasatmosphäre; nach einem Druckauftrag kann jedes nicht verwendete Harz vollständig recycelt werden, die nicht rückgewinnbaren Verluste werden auf etwa ein Prozent geschätzt.
MetShape, ein Spin-off der Hochschule Pforzheim, bietet Fertigungsdienstleistungen und Anwendungsentwicklung an. Das Unternehmen unterstützt Kunden von der Machbarkeitsprüfung bis zur Produktion in der Zielstückzahl. Ein in Entwicklung befindliches Projekt zielt auf zwei Millionen Teile pro Jahr ab, die mit nur zwei Druckern hergestellt werden können. Die Kosteneffizienzschwelle für Produktionsanwendungen liegt bei etwa 2 cm Kantenlänge; Teile in diesem Bereich ermöglichen eine dichte Anordnung auf der Bauplattform. MetShape demonstrierte eine Oberflächenrauheit von etwa 2 µm Ra ohne Nachbearbeitung, Innengewinde bis M1.5, die direkt im Sinterzustand gefertigt wurden, sowie Maßtoleranzen unter 0,5 % des Zielwerts; Entbinderung und Sinterung sind für die meisten Teilegeometrien innerhalb von 24 Stunden oder weniger abgeschlossen.
Im medizinischen Bereich bilden zwei öffentliche Fälle den Kern der Demonstration. Der erste Fall betrifft einen von der niederländischen Firma Implican entwickelten Klammernahtapparat für den Dickdarm, dessen Funktionseinheit mehrere Präzisionsmetallteile umfasst, die von MetShape gefertigt werden; die Kosten sind im Vergleich zum konventionellen Weg um das Sechs- bis Zehnfache gesunken, die erste Humanstudie wird für 2026 erwartet. Der zweite Fall betrifft kieferorthopädische Brackets; auf dem Hammer Pro zeigte MetShape eine Kapazität, die fast dreimal so hoch ist wie beim MIM, während die geometrische Freiheit zur Einführung neuer Bracketkonturen ohne Investitionen in Formen erhalten bleibt. In der Forschung und Entwicklung hat sich Nickel-Titan als Schwerpunkt herauskristallisiert, dessen pseudoelastische Eigenschaften für minimalinvasive chirurgische Instrumente und Aktuatoren geeignet sind.
Die Lücke, die LMM anvisiert, ist der Übergang von der Demonstration der Verfahrensfähigkeit hin zur Bereitstellung konsistenter und kostengünstiger Ergebnisse in klinischen Stückzahlen. Die Strategie beider Unternehmen konzentriert sich auf vertikale Spezialisierung, um den Abstand kleiner Teile vom Prototyp zum produktionsreifen Bauteil zu verkürzen. AM Ventures investierte 2021 in die Expansion von MetShape; die Seed-Finanzierung basierte auf der These, dass der zweistufige Sinterprozess für die Produktion größerer Stückzahlen von Metallteilen zunehmend an Bedeutung gewinnt. Diese Signale deuten darauf hin, dass LMM nicht mehr als Technologie im Forschungsstadium betrachtet wird; die aktuelle Frage ist, wie schnell sie in Anwendungen qualifiziert werden kann, die an der Schnittstelle von Präzision, Teilekomplexität und Stückkosten liegen.
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