Die additive Fertigung ist ein neues Verfahren zur Herstellung von Teilen und anderen Elementen, bei dem der Werkstoff – Metall oder Kunststoff – Schicht für Schicht kontrolliert genau dort aufgetragen wird, wo er benötigt wird. Es handelt sich um ein Verfahren, mit dem vor allem individuelle geometrische Formen hergestellt werden. Es ist allgemein als 3D-Druck bekannt.
Vorteile der additiven Fertigung
Immer mehr Branchen setzen auf die additive Fertigung. Der Grund: Im Vergleich zur traditionellen Fertigung zeichnet sie sich dadurch aus, dass sie keine Zwischenschritte bis zum Endergebnis benötigt, etwa die Herstellung von Vorrichtungen. Die wichtigste Folge ist, dass Teile bis zu 90 % schneller hergestellt werden. Außerdem verbraucht die Maschine nur genau die Materialmenge, die das fertige Teil enthält. Deshalb entsteht bei diesem Verfahren kein Abfall, die Produktionskosten sind geringer und die Teile werden nachhaltiger hergestellt.Der Aufschwung dieser Fertigungsart
Die additive Fertigung wird immer beliebter und häufiger eingesetzt – dank der Präzision, Schnelligkeit und Kosteneinsparungen, die sie bietet. Zudem können viele Unternehmen davon profitieren, ob in der Luft- und Raumfahrt oder im Gesundheitswesen. So lassen sich mit diesen Maschinen Teile für Luftfahrzeuge herstellen, die Temperaturen von bis zu siebenhundert Grad standhalten, oder individuelle Implantate nach den Bedürfnissen jedes einzelnen Patienten.Hervorzuheben ist außerdem, dass das Wachstumspotenzial dieses Verfahrens praktisch unbegrenzt ist. Neben den bereits genannten Branchen setzen auch Möbelhersteller, Schmuckhersteller, die Textilindustrie, Spielwarenhersteller und die Automobilindustrie sowie viele weitere Unternehmen auf die additive Fertigung.
Die Technologien der additiven Fertigung
Jedes Unternehmen hat andere Anforderungen – je nach Branche und Tätigkeit. Deshalb arbeitet jedes mit einer anderen Technologie der additiven Fertigung. Das hängt zum Beispiel von der Funktion der Teile ab und davon, ob Metalllegierungen oder Polymere verwendet werden sollen. Die wichtigsten Technologien der additiven Fertigung sind heute:- Powder Bed Fusion bzw. pulverbettbasiertes Schmelzen: Dabei wird eine Schicht Pulvermaterial im Bauraum aufgetragen und selektiv mit einem Elektronenstrahl (EBM) oder einem Laser (SLM) aufgeschmolzen.
- Fused Deposition Modeling bzw. Schmelzschichtung: Bei dieser Technologie wird ein Kunststofffilament erhitzt und kontrolliert genau an der Stelle aufgetragen, an der es benötigt wird. Dies geschieht über eine kalibrierte Düse im geschmolzenen Zustand, bevor das Material abkühlt und damit erstarrt. Das System folgt den Vorgaben eines Computers, der die Befehle für die vertikale Bewegung des Tisches und die horizontale Bewegung der Düse sendet, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
- Material Jetting: Dieses Verfahren arbeitet mit dem selektiven Auftragen von Tröpfchen aus Photopolymermaterial auf die Bauplattform. So lassen sich mehrere Schichten in einem einzigen Durchgang aufbauen. Anschließend wird das Material mit UV-Licht ausgehärtet und verfestigt.
Unterschiede zwischen additiver Fertigung und 3D-Druck
Obwohl beide Begriffe in der Regel dasselbe Konzept bezeichnen, werden sie nicht immer im gleichen Sinne verwendet. So ist der 3D-Druck meist einfacher und sogar zu Hause möglich. Er ist außerdem günstiger und begrenzter. Üblicherweise wird der 3D-Druck zur Herstellung von Teilen aus Wachs oder Kunststoff eingesetzt, etwa Spielzeug, Dekofiguren oder HandyhüllenDie additive Fertigung hingegen ist eher in der industriellen Produktion angesiedelt und liefert spezialisiertere, professionellere Teile. Daher lassen sich auch andere Werkstoffe wie Metalle verarbeiten und komplexere Prozesse umsetzen. Die additive Fertigung eignet sich deshalb ideal für:
- Die Medizintechnik: für chirurgische Instrumente, Implantate oder anatomische Modelle.
- Die Industrie: für Formen oder spezielle Werkzeuge.
- Die Luft- und Raumfahrt: für Endbauteile oder funktionsfähige Prototypen.