Neue Perspektiven und mehr Gestaltungsfreiheit
Additive Fertigung, die üblicherweise auch als 3D-Fertigung oder generative Fertigung bezeichnet wird, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der industrielle 3D-Druck ermöglicht die Fertigung von Teilen mit hoher Präzision und Geschwindigkeit und steigert somit nicht nur die Effizienz bei der Erstellung von Bauteilen, sondern bietet auch innovative Möglichkeiten für die Gestaltung von Bauteilen. Dies gilt vor allem bei Prototypenbau, bei Bauteilen mit hohem Individualisierungsgrad oder Bauteilen mit einer komplizierten, bisher nicht fertigbaren Geometrien Bemerkenswert ist die Vielseitigkeit der Materialien: ob Polymere, Silikon oder Metalle, die unterschiedlichen 3D-Druck Verfahren decken eine breite Palette an Werkstoffen für unterschiedliche Endanwendungen ab.
Bei Werkstücken bei deren Herstellung man mit Sägen, Schleifen, Fräsen oder Abtragen an die Grenzen stößt eröffnet der 3D-Druck nahezu unbegrenzte Möglichkeiten.
Vielseitigkeit und bewährte Leistung
Additive und subtraktive Fertigung beschreiben grundsätzlich zwei unterschiedliche Herangehensweisen, wie ein Bauteil hergestellt werden kann. Bei der subtraktiven Fertigung wird das Werkstück durch das Abtragen von Material gefertigt. Die Fertigung wird aufgrund der abgetragenen Späne auch „Zerspanen“ genannt. Bei der additiven Fertigung wird Material Schicht für Schicht hinzugefügt. Dadurch lassen sich sehr komplexe Strukturen realisieren und es gibt kaum Einschränkungen bei der Gestaltung des Werkstücks.
Merkmale und Funktionsweise des FDM-Verfahrens
Grundlage des 3D-Drucks mit FDM-Technologie ist die Verarbeitung von formstabilen und robusten Thermoplasten (oder: schmelzfähiger Werkstoff). Es werden langlebige Teile mit der höchstmöglichen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit in technischer Qualität erzeugt.
Mit dieser Methode ist es möglich komplexe 3D-gedruckte Teile ohne Einschränkungen hinsichtlich der Geometrie zu fertigen. Mit dem FDM Druckverfahren kann die gestalterische Freiheit der Konstruktion auf ein neues Niveau gehoben werden.
Bauteilgrößen sind bis zu 1.200 x 1.000 x 1.000mm im Großraumdruck möglich. Einsatz finden die gedruckten Bauteile z.B. in Wechselplattenaufbauten als teilespezifische wechselbare Einsätze oder auch für Musterteile oder Prototypen.
Typische Materialien für das FDM Verfahren sind PLA, PET oder auch PETG. Kompositmaterialien wie PA6 gewinnen schnell an Bedeutung, da deren Festigkeit mit Aluminium vergleichbar ist, das Material aber ebenfalls auf Standard FDM Druckern, die eine Düsentemperatur >300°C bieten, verarbeitet werden kann.
SLS
Selektives Laser Sintern
Ein Laser der als Energiequelle benutzt wird, schmilzt selektiv ein pulverisiertes Kunststoffmaterial und lässt so Schicht für Schicht ein 3D gedrucktes Bauteil entstehen. SLS gehört zum Bereich des Laserschmelzens und ist eine der fortschrittlichsten und verlässlichsten 3D-Druck Technologien im Bereich der additiven Fertigung mit Kunststoffen.
SLM
Selektives Laserschmelzen
SLM hat sich als das Verfahren etabliert, um Metalle als Rohstoff für den 3D-Druck nutzbar zu machen. Der Metall 3D-Direktdruck erlaubt daher die schnelle und präzise Produktion von Metall -Prototypen oder – Kleinserien. Als Materialien stehen Aluminium oder Stahl zur Auswahl. Vorteil dieses Verfahrens ist auch die Herstellung relativ komplexer Geometrien.
SLA
Stereolithographie
Die Stereolithografie ist ein additives Verfahren, bei dem flüssiges Photopolymerharz mittels UV-Laser, Schicht für Schicht ausgehärtet wird.
Bauteile, die mit dem SLA-3D-Druck hergestellt werden, zeichnen sich durch besonders glatte Oberflächen sowie eine hohe Präzision und Maßhaltigkeit aus. Auch hier liegen die Vorteile in der schnellen und kostengünstigen Herstellung von Prototypen und Einzelteilen. Ähnlich wie bei anderen 3D-Druckverfahren wird nur das Material verbraucht das für das Bauteil technisch notwendig ist. Nicht erhärtetes Harz kann wiederverwendet werden. Neben festen und funktionalen Bauteilen können mittels SLA auch flexible Kunststoffe wie z.B. Thermoplastische Polyurethane verarbeitet werden.
Schnelle Reaktion auf wechselnde Marktanforderungen
Der 3D-Druck hat viele Vorteile zu bieten. Die additive Fertigung hat die traditionellen Fertigungsprozesse nachhaltig verändert. Einige der wichtigsten Auswirkungen sind:
Traditionelle Fertigungsprozesse haben ihre Daseinsberechtigung, sind aber im direkten zur additiven Fertigung komplex, zeitintensiv und teuer. Additive Fertigung bietet enorme Freiheiten in der Konstruktion sowie den schnelleren Entwicklungs- und Fertigungsprozessen. Effizientere Produktionszeiten, kürzere Prozessketten und ein geringerer Materialverbrauch verringern in der Regel spürbar Kosten- und dies bei deutlich verringerten Durchlaufzeiten für Optimierungen bzw. Iterationen.
Die Möglichkeiten im 3D-Druck sind nahezu unbegrenzt. Immer wieder neue Anwendungsgebiete ergeben sich durch die ständige Weiterentwicklung der additiven Fertigungsverfahren. Einen absoluten Nutzen erreichen Sie jedoch erst, wenn ein tatsächlicher Mehrwert durch den Einsatz der additiven Fertigung für Sie als Kunde entsteht.
Die Auswahl des richtigen 3D-Verfahrens ist entscheidend und hängt maßgeblich von individuellen Anforderungen ab. Ob Konstruktion, Anwendung oder kommerzielle Faktoren wie Lieferzeiten oder Kostenoptimierung – das richtige Verfahren zu wählen ist essenziell.
Wir beraten Sie gerne und bieten darüber hinaus auch die Konstruktion von 3D Bauteilen an.
EMSO – wir denken in Lösungen!