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Additive Fertigung

Bauteile in Industriequalität für den Maschinenbau
– gefertigt mittels 3D-Druck

Die Vorteile der additiven Fertigung

Die additive Fertigung, auch bekannt unter dem Sammelbegriff "3D-Druck", steht heute für ein ganzes Bündel sogenannter generativer Fertigungstechnologien, die nach unterschiedlichen Prinzipien funktionieren und sich jeweils nur für ganz bestimmte Materialien eignen. Ihr gemeinsamer Nenner: Beim 3D-Druck wird ein dreidimensionales Objekt durch aufeinanderfolgende Schichten von Material erstellt.

Die Vorteile des industriellen 3D-Drucks für den Maschinenbau liegen nicht nur in der Herstellung kostengünstiger Bauteile und Prototypen, der schnellen Verfügbarkeit und den geringeren Planungskosten. Gegenüber spanenden Verfahren ist die Materialeffizienz der additiven Fertigung deutlich höher. Zudem lassen sich sehr komplexe Bauteile mit innenliegenden Hohlräumen, Kanälen und variierenden Wandstärken fertigen, selbstverständlich in Industriequalität.

Beispiele für Einsatzbereiche

  • komplexe Bauteile mit Hohlräumen und Kanälen
  • kleinteilige Bauteile
  • belastbare Prototypen
  • visuelle Prototypen
  • Rapid Prototyping
  • Funktionsmodelle
  • Ersatzteile
  • Kleinserien

Unsere Verfahren in der additiven Fertigung von Bauteilen

Selektives Laser-Sintern (SLS)

Beim selektiven Lasersintern (SLS) wird pulverförmiger Kunststoff zu einem festen Bauteil verschmolzen. Das Kunststoffpulver wird hierfür schichtweise im Bauraum aufgetragen und jeweils durch einen Laser an den passenden Stellen erhitzt. Ähnlich wie bei einem CT-Scan entsteht so das Bauteil aus vielen aufeinandergesinterten Einzelschichten.

Eine Fertigung im SLS-Verfahren ermöglicht nahezu jede Geometrie. Polyamid 12 ist derzeit der pulverförmige Ausgangsstoff für SLS. Durch den Einsatz eines Lasers sind SLS-Teile präziser als solche der FLM-Fertigung und auch die Richtungsabhängigkeit entfällt. Charakteristisch für SLS-Bauteile ist außerdem die raue Oberfläche, die durch die Korngröße des Pulvers entsteht. Zudem eignen sich im SLS-Verfahren gefertigte Bauteile hervorragend für diverse Nachbearbeitungen.

Auflösung
Genauigkeit
Oberfläche
Komplexe Designs
Vorteile
  • sehr gute mechanische Festigkeiten
  • große Geometriefreiheiten
  • sehr weitreichende Möglichkeiten zur Nachbearbeitung
Nachteile
  • limitierte Werkstoffauswahl
  • raue Oberfläche bei unbehandelten Bauteilen (Nachbearbeitung meistens erforderlich

Fused Layer Modeling (FLM)

Das als Fused Layer Modeling (FLM) oder auch Fused Layer Manufacturing bezeichnete Verfahren ist eines der bekanntesten additiven Fertigungsverfahren. Bauteile werden mithilfe eines Druckkopfes schichtweise von unten nach oben aufgenaut. Der Ausgangswerkstoff für den Prozess ist ein Filament aus extrudiertem Kunststoff, das die Maschine für jeden Querschnitt des gewünschten Teils selektiv aufschmilzt und Schicht für Schicht aufbringt. Durch eine präzise Kontrolle und Steuerung des Prozesses lassen sich auf diese Art und Weise auch komplexe (z.B. teilweise hohle) Bauteile fertigen. Hierfür kann sogenanntes Stützmaterial notwendig werden, um Hinterschnitte und Überhänge zu Überbrücken. Da das Filament nicht vollständig verflüssig wird, ist der Schichtaufbau des Bauteils zu erkennen. Zudem kann sich das Bauteil in der Aufbaurichtung anders verhalten als innerhalb der Ebene, auch sehr feine Strukturen können deshalb zum Teil nicht gedruckt werden. Außerdem lassen sich mit dem Verfahren enge Toleranzen unter Umständen nur schwer realisieren.

Auflösung
Genauigkeit
Oberfläche
Komplexe Designs
Vorteile
  • FLM-Teile sind stabil und gut für bestimmte Funktionsprüfungen geeignet
  • ermöglicht die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien
  • große Werkstoffauswahl mit entsprechenden Eigenschaften
Nachteile
  • geringere Schichtauflösung
  • begrenzte Design-Kompatibilität

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