3D-DRUCK: Additive Fertigung

Additive Fertigung oder additiver 3D-Druck ist ein Oberbegriff für mehrere Technologien:

Filament 3D-Druck (Fused Depostition Modeling FDM, FFF)

Fused Deposition Modeling (auch Filament 3D-Druck oder Fused Filament Fabrication (FFF) ist ein besonders im Hobbybereich beliebtes Druckverfahren. Aber auch im Bereich Additive Fertigung, also für industrielle Anwendungen, wird Fused Desposition Modeling vor allem für Rapid Prototyping eingesetzt. Beim FDM wird Kunststoff in geschmolzener Form schichtweise auf einer Bauplattform aufgetragen. Hauptsächlich kommen Kunststoffe (PLA, ABS) zum Einsatz. In der Additiven Fertigung wird FDM meist für die Herstellung von Prototypen genutzt. Für Endbauteile liefert dieser Filamentdruck oft nicht die benötigten Eigenschaften (Geringe Komplexität, Genauigkeit und Festigkeit).

Stereolithographie (SLA, STL oder DLP)

Selective Laser Melting (SLM), ist ein Verfahren im Bereich Additive Fertigung, bei dem Objekte aus Metall mithilfe von Hochleistungs-Laserstrahlen schichtweise aufgebaut werden. Im Laserfokus wird das Metallpulver bei Temperaturen über 1.000 Grad zu einer hochdichten Struktur verschmolzen. Nachdem eine Schicht geschmolzen wurde, muss diese aushärten. Danach wird die Grundplatte abgesenkt und eine neue Schicht wird aufgetragen. Dieser Prozess wiederholt sich, bis das Werkstück vollständig ist. Da ein stoffdichter Zusammenhalt zwischen und innerhalb der einzelnen Schichten entsteht, wird das Selektive Laserschmelzen auch als Mikroschweißprozess bezeichnet.

Selektives Lasersintern (SLS)

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein Pulverbettverfahren, das für die Herstellung von Prototypen und von fertigen Bauteilen eingesetzt wird. Eine dünne Schicht Kunststoff- oder Metallpulver wird von einem Laser selektiv geschmolzen. Die Teile werden Schicht um Schicht im Pulverbett aufgebaut. Beim Lasersintern weißen die Bauteile aufgrund der partiellen Partikelverbindungen eine größere Porosität auf, als beim SLM-Verfahren. Dafür ist Lasersintern in der Regel schneller als Laserschmelzen, weil die einzelnen Partikel nicht vollständig aufgeschmolzen, sondern nur soweit erhitzt werden, dass sich die Partikel partiell verbinden.

Binder Jetting (BJ)

Inkjet-Druckköpfe (Tintenstrahl-Druckköpfe) tragen einen flüssigen Kleber auf dünne Pulverschichten. Die Bauplattform wird abgesenkt und die nächste Schicht Pulver darauf geklebt. So entstehen die Bauteile im Pulverbett. Binder Jetting funktioniert mit fast jedem Material, das in Pulverform vorliegt. Um die volle Festigkeit zu erreichen ist nach dem Drucken ein Sinterdurchgang notwendig. (Quelle : https://www.industry-of-things.de/

All diesen Technologien ist gemeinsam, dass das gewünschte Teil Schicht für Schicht aufgebaut wird, entweder durch Materialzufuhr oder durch Polymerisation von bereits im Behälter vorhandenem Material.

Die Wahl der Technologie erfolgt anhand mehrerer Kriterien: Aussehen der Endbearbeitung, Anforderung an die Einhaltung der Maßtoleranzen.

Falt- und Biegetechnik: eine Alternative zum additiven 3D-Druck

Der 3D-Druck in der Industrie wird als Alternative zum Spritzgussverfahren eingesetzt. Er ist vor allem für die Herstellung von Prototypen oder sehr kleinen Serien geeignet.

Die Falt- und Biegetechnik, ebenfalls eine Alternative zum Kunststoffspritzguss, ist ein effizienter Prozess in der Kunststoffindustrie, der hauptsächlich für die Herstellung von kleinen und mittleren Serien eingesetzt wird.

Bei der Herstellung kleiner und mittlerer Serien ist die Falt- und Biegetechnik, die ohne Formen und spezifischem Werkzeug auskommt, ein deutlich wettbewerbsfähigeres Verfahren als der 3D-Druck.

Wie beim 3D-Druck können auch bei der Falt- und Biegetechnik Änderungen zwischen jeder Serienproduktion integriert werden.

Electronicase: eine Alternative zum Online-3D-Druck Angebot

Der Online-3D-Druck ist eine effiziente und von den Nutzern geschätzte Serviceleistung zur automatischen Erstellung von Kostenvoranschlägen. Denn der Online-3D-Druck ermöglicht es, den Kostenvoranschlag für die Herstellung des Teils sofort und ohne Beteilung des Herstellers zu erstellen.

Im gleichen Sinne hat die Tôlerie Plastique eine Website und einen Berechnungsroboter entwickelt, mit dem man, ähnlich wie beim Online-3D-Druck, selbstständig und ohne zusätzliche Bearbeitungsfrist seinen Kostenvoranschlag erstellen kann.

Mit Electronicase stellt La Tôlerie Plastique den Nutzern ein eigenständiges Onlinetool zur Kostenkalkulation zur Verfügung, das mit der Leistung eines Online-3D-Druck-Tools vergleichbar ist.

Kleine und mittlere Serienproduktion: Bei der Falt- und Biegetechnik entstehen geringere Kosten im Vergleich zum 3D-Druck

Die 3D-Drucktechnologie wird häufig für die Herstellung von Prototypen oder sehr kleinen Serien (3 bis 10 Teile) verwendet.

Die Schnelligkeit des 3D-Druckverfahrens erreicht sein Limit, wenn es um die Produktion von Kleinserien (>10), von mittleren Serien von einigen Hundert Teilen geht. Abgesehen von kleinen Teilen bringt der 3D-Druck keine wirtschaftlichen Vorteile bei der Serienproduktion mit sich. Im Gegensatz hierzu hat die Falt- und Biegetechnik die gleichen Vorteile (keine kostenintensiven, spezifischen Formwerkzeuge), wie das additive Herstellungsverfahren, profitiert aber zusätzlich von einer wirtschaftlichen Kostensenkung bei größeren Herstellungsmengen im Rahmen von einer Serienproduktion.

Nachbearbeitung & Finish der durch 3D-Druck hergestellten Teile

Die Teile, die heute im 3D-Druckverfahren aus Filamenten, Harz oder gesinterten Pulvern hergestellt werden, benötigen eine Oberflächenbearbeitung, um den sichtbaren Effekt der Schichten zu verringern. Es gibt verschiedene Nachbehandlungsmethoden, um die Oberfläche zu vereinheitlichen, z. B. Schleifen oder Tauchbaden.

Das manuelle Schleifen ist zeitaufwendig und ermöglicht keine wirtschaftliche Kostensenkung bei größeren Herstellungsmengen.

Das Tauchbad ermöglicht eine wirtschaftliche Kostensenkung bei größeren Herstellungsmengen, aber es führt dazu, dass die Maßgenauigkeit verloren geht, insbesondere wenn die Ecken rund werden.

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