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September 10, 2019

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Wie zukunftsfähig ist die additive Fertigung?

Wie zukunftsfähig ist die additive Fertigung?

Charles Hull erfand im Jahr 1984 den ersten 3D-Drucker, der mittels Stereolithografie Kunststoffprodukte Schicht für Schicht erzeugen konnte. Mehr als 35 Jahre später führt additive Fertigung (Additive Manufacturing, AM) zu drastischen Veränderungen bei einer ganzen Reihe von Branchen, vom Herstellungssektor bis zum medizinischen Bereich. Doch wo liegen die Einschränkungen und Grenzen dieser Technologie?

Bei einigen Anwendungen findet ein Wandel bei der Bauteilfertigung statt, weg von herkömmlichen subtraktiven Bearbeitungsverfahren hin zu Techniken der additiven Fertigung. Die Ausweitung der Anwendungsmöglichkeiten von AM führt dazu, dass Hersteller überprüfen, wie machbar und zukunftsfähig die Anwendung dieser Technologie in ihren eigenen Anlagen ist. Bevor man sich der 3D-Technologie zuwendet, gilt es jedoch, einige Überlegungen anzustrengen.

Qualität statt Quantität

Beim Umstieg von einer Fertigungsmethode auf eine andere spielt Qualität eine unglaublich wichtige Rolle, insbesondere in stark regulierten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt oder bei medizinischen Geräten. Tatsächlich ist die Qualität eines der bedeutendsten Hindernisse bei der weitverbreiteten Einführung von AM. Eine kritische Überlegung dabei ist, dass Qualität und Einheitlichkeit von Maschine zu Maschine und unabhängig von ihrem jeweiligen Standort immer gleich sein müssen.

Pulverbett-Fusion ist einer der am häufigsten verwendeten Methoden der additiven Fertigung, und dabei besteht die Möglichkeit, dass durch diese Technik Defekte oder Schwachstellen in ein Produkt eingeführt werden. Wenn bei diesem Prozess allerdings ein konstanter Temperaturgradient sichergestellt ist, kann ein Verziehen des Produkts verhindert werden, was zur Vermeidung von Defekten aufgrund falscher Temperaturen führt. Ein weiterer Punkt ist, dass die qualitativen Eigenschaften von ungesintertem Pulver infolge von Hitzeeinwirkung beeinträchtigt werden und dass sich dies auf die Qualität auswirken könnte. Das regelmäßige Austauschen des Pulvers kann jedoch verhindern, dass dies tatsächlich zu einem Problem wird.

Wenn Hersteller in ein AM-System investieren, können sie Bedenken in Bezug auf die Produktqualität ausräumen, indem sie mit einem erfahrenen Partner zusammenarbeiten, der Training und Unterstützung zu Best-Practice-Verfahren anbietet. Und wer sich für im Ausland produzierte AM-Bauteile interessiert, sollte stets auf die Einstellung seines Zulieferers in Bezug auf Qualität achten, damit sichergestellt ist, dass gekaufte Teile auch tatsächlich den erforderlichen Spezifikationen entsprechen.

Das perfekte Material

Sowohl Polymere, Keramiken als auch Metalle können in 3D-Druckverfahren eingesetzt werden, wenngleich der 3D-Druck mit Kunststoffen nach wie vor am weitesten verbreitet ist. Denn auch wenn viele Materialien in 3D-Druckern verwendet werden können, so eignen sich manche von ihnen dafür einfach besser als andere — wählt man das falsche Material, wirkt sich das ebenfalls auf die Qualität aus. Wenn Ihre Produkte also aus einem Material gefertigt werden, das sich für AM nicht eignet, müssen Sie möglicherweise ihre Optionen neu durchdenken und entweder ein anderes Material einsetzen oder sich für einen subtraktiven Prozess entscheiden.

Letztendlich macht es normalerweise wirtschaftlich gesehen keinen Sinn, von der konventionellen Herstellung auf AM umzustellen, wenn AM für die jeweilige Anwendung keine bedeutenden Vorteile bietet, wie zum Beispiel ein besonders geringes Gewicht. Wenn Ihr Produkt jedoch ein extrem komplexes Design aufweist, für das bei der Herstellung spezielle Werkzeuge angefertigt werden müssen, ist AM möglicherweise die bessere Option.

Additive Fertigung ist eine fantastische Technologie, die in zahlreichen Anwendungsbereichen enorme gestalterische Freiheiten ermöglicht hat. Es bleibt jedoch zu bedenken, dass es sich dabei nicht um eine universell einsetzbare Einheitslösung handelt. Unternehmen müssen beim Abwägen, ob ein Bauteil tatsächlich mittels AM-Verfahren hergestellt werden sollte oder nicht, große Sorgfalt walten lassen und sowohl Kosten als auch Produktivität und die praktische Umsetzbarkeit der Einbindung von AM in ihre Prozesse bedenken. In vielen Situationen ist und bleibt der altmodische Weg zur Produktion und Beschaffung von Teilen — die Bestellung bei einem verlässlichen Zulieferer — die beste Herangehensweise

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