Additive Fertigung: mehr Flexibilität in Design und Konstruktion
Additive Fertigung: Was ist das eigentlich?
Bei dieser Art der Fertigung – auch oft als 3D-Druck bezeichnet – wird
ein Bauteil mit Hilfe eines 3D-Programms designt. Bei der additiven
Fertigung wird Material schichtweise aufgetragen – basierend auf dem
digitalen Modell. Dieses Verfahren ist das Gegenteil der subtraktiven
Fertigung, bei dem das Material z.B. aus einem Block gefräst wird.
Die additive Fertigung ermöglicht neue Ansätze – von Design über Konstruktion bis zur Fertigung. Oft fällt in diesem Zusammenhang der Begriff „design-driven manufacturing“. Die Gestaltung eines Produktes kann komplett anders gedacht werden, da die Möglichkeiten in der Umsetzung mit dieser Technologie viel flexibler sind. So kann Material gespart werden, ohne die Funktion zu beeinträchtigen. Kleinere Losgrößen stellen kein Problem mehr dar und die Kosten sind oft deutlich günstiger als bei herkömmlichen Verfahren.
Eine Übersicht der gängigen Verfahren, die im Moment am Markt zu
finden sind - von B wie Binder Jetting bis S wie Stereolithografie.
STEREOLITHOGRAFIE (SLA, DLP)
Eine fotopolymere Flüssigkeit wird in einem Bad mittels fokussiertem
UV-Licht ausgehärtet, das die Werkstücke Schicht für Schicht aufbaut.
So entsteht eine Endoberfläche mit hoher Detailgenauigkeit.
BINDER JETTING (BJ)
Ein pulverförmiges Ausgangsmaterial wird gehärtet, wenn der
Druckerkopf bei einem Schichtungsverfahren einen Tropfen Binder abgibt.
Mit diesem Verfahren können vollfarbige Prototypen hergestellt werden.
MATERIALSTRAHLEN (MJ)
Wird hauptsächlich dort eingesetzt, wo fertige Oberflächen und
Formtests erforderlich sind. Ein Druckerkopf trägt nach und nach fest
werdende Schichten von UV-härtendem Material auf und formt so
Prototypenentwürfe.
MATERIAL-EXTRUSION (FDM)
„Fused Deposition Modeling“ ist ein gängiges 3D-Druckverfahren, bei
dem Produkte auf Grundlage von geschichteten CAD-Modellen entstehen,
indem ein Kunststoffmaterial per Extrusion mittels einer beheizten Düse
aufgebracht wird.
POWDER BED FUSION (SLS, SLM, MJF, EBM)
Laser- oder Elektronenstrahlen verschmelzen Material in Pulverform
rasch miteinander, beispielsweise verschiedene Metalle. Das Verfahren
wird für elektronische Schaltungen, Strukturen und technische Bauteile
verwendet.
BOGENKASCHIERUNG (LOM)
Metall- oder Papierbänder werden durch Ultraschallschweißen bzw.
Verkleben miteinander verbunden. Die Endform wird durch weitere
Materialabtragungsverfahren fertiggestellt.
DIRECTED ENERGY DEPOSITION (LENS, EBAM)
Dient zur Reparatur oder Beschichtung fertiger Komponenten durch die
Extrusion von laseraufgeschmolzenem Material – meist Metallpulver –
mittels einer mehrachsigen Düse auf die Druckoberfläche.
METALLGUSS (MC)
Dank dem Einsatz von Software für generatives Design und Simulation
bei der Herstellung von komplexen Metallbauteilen profitieren Hersteller
mehr von bewährten Metallgussverfahren.