Additive Fertigung

Was ist Additive Fertigung?

Additive Fertigung (engl. Additive Manufacturing, AM) umfasst eine Vielzahl innovativer Fertigungsverfahren, bei denen auf unterschiedliche Weise Schicht für Schicht Material aufgetragen wird, um aus digitalen 3D-Modellen physische Objekte zu erzeugen. Dieser Prozess ermöglicht eine hohe Flexibilität in der Gestaltung, kann Produktentwicklungszeiten verkürzen und erlaubt es, komplexe Strukturen zu fertigen, die mit traditionellen Verfahren nicht oder nur schwer herstellbar sind.

Die Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, ist ein zentraler Begriff in zahlreichen produzierenden Unternehmen und kann maßgeblich deren Zukunft beeinflussen. Doch was genau verbirgt sich hinter diesen Technologien und wie können sie Ihrem Unternehmen zugutekommen? Angesichts einer breiten Palette an Verfahren und erheblichen Kostenunterschieden zwischen verschiedenen Werkstoffen, wie beispielsweise Kunststoffen und Metallen, kann der Einstieg in die Additive Fertigung eine Herausforderung darstellen. Wir stehen Ihnen dabei zur Seite, diese Herausforderung zu meistern und den Einsatz Additiver Fertigung in Ihrem Unternehmen zu etablieren. Von der Identifizierung geeigneter Anwendungsfälle bis hin zum Aufbau der entsprechenden Technologie sowie der Schulung Ihrer Mitarbeitenden unterstützen wir Sie umfassend auf Ihrem Weg.

Unsere interdisziplinären Teams sind auf die metallverarbeitenden Prozesse Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) und Directed Energy Deposition (DED) spezialisiert.

Unsere Leistungen:

• wirtschaftliche Fertigungslösungen für neueste Werkzeugkonzepte
• maßgeschneiderte Reparaturprozesse
• Simulationstools zum verkürzen der Time-to-Market
  
• neue Anlagenkonzepte für die Additive Fertigung zur Steigerung der Produktqualität und Fertigungsrobustheit  

Unsere Stärke ist unser breites Fertigungs-Know-how. Wir verknüpfen klassische Produktionsverfahren, Automatisierungskonzepte und IoT-Systeme zielgerichtet mit additiven Prozessen. Additive Fertigung ist dabei für uns kein Selbstzweck, sondern ein entscheidender Baustein zur Lösung aktueller Herausforderungen in der Produktion.

• Wie funktioniert Additive Fertigung?
• Additive Fertigungsverfahren
• Vorteile durch Additive Fertigung
• Was unterscheidet additive und konventionelle Fertigung?
• Weiterlesen im FUTUR-Magazin
• Publikationen rund um Additive Fertigung

Wie funktioniert die Additive Fertigung?  

Additive Fertigung umfasst eine Vielzahl an Einzelschritten. Die Wesentlichen sind die Folgenden:

Pre-Processing

Das Pre-Processing umfasst die notwendigen Einzelschritte zur Vorbereitung des eigentlichen Fertigungsprozesses.

Typischerweise beginnt das Pre-Processing mit der Designphase, in der 3D-Modelle unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen von Additiver Fertigung erstellt werden. Dabei werden wichtige Aspekte wie die Werkstoffauswahl, die Objektgeometrie und die Platzierung von Stützstrukturen festgelegt. Anschließend wird das 3D-Modell mit einer Slicing-Software in horizontale Schichten zerlegt und die entsprechenden Prozessparameter werden festgelegt. Mit entsprechender Fachkenntnis ist es so möglich, das individuell beste Ergebnis für das Modell zu erzielen und ein optimales Verhältnis zwischen Druckqualität, Druckzeit und den mechanischen Eigenschaften des späteren Bauteils zu erzielen oder bestimmte Eigenschaften gezielt zu steuern.

Processing

Das Processing, d. h. der eigentliche Druckprozess, beginnt nach der Vorbereitung und Konfiguration des Druckers basierend auf den zuvor festgelegten Parametern.

Hierbei wird der ausgewählte Werkstoff – sei es Kunststoff, Metall, Harz, o. ä. – schichtweise aufgetragen, um das physische Objekt aufzubauen. Die Technologie, die hierbei zum Einsatz kommt, variiert je nach Verfahren: Beim Fused Filament Fabrication (FFF) wird das Material durch eine erhitzte Düse extrudiert, bei der Stereolithographie (SLA) wird ein flüssiges Harz durch einen UV-Laser ausgehärtet, und beim Powder Bed Fusion (PBF) wird Metallpulver mittels Laser geschmolzen. Jedes dieser Verfahren hat seine eigenen spezifischen Vorteile und Herausforderungen, die sich auf den Produktionsprozess auswirken, einschließlich der erforderlichen Überwachung und Steuerung während des Druckvorgangs.

Post-Processing

Nach der Fertigung des Bauteils folgt die Phase des Post-Processing.

Da hier Faktoren wie Qualität, Funktionalität und Ästhetik des fertigen Produkts entscheidend beeinflusst werden können, ist das Post-Processing von entscheidender Relevanz für das fertige Produkt. Durch Nachbearbeitungsschritte wie die gründliche Reinigung des Bauteils, das Entfernen von Stützstrukturen, oder auch diverse Oberflächenbehandlungen wird sichergestellt, dass das Produkt nicht nur technisch einwandfrei funktioniert, sondern auch optisch ansprechend ist.