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Additive Fertigung: Definition, Anwendung & Verfahren

Additive Fertigung: Definition, Anwendung & Verfahren

Aus der modernen Produktion ist die additive Fertigung, die auch als 3D- oder generative Fertigung bezeichnet wird, nicht mehr wegzudenken. Gerade bei komplexer Geometrie bietet die additive Fertigung wesentlich mehr Freiraum und ist kostengünstiger und zeiteffizienter umsetzbar als andere Fertigungsverfahren.

In unserem Beitrag erfahren Sie, was additive Fertigung ist, welche Fertigungsverfahren es in diesem Bereich gibt und für welche Materialien das Additive Manufacturing geeignet ist.

Was ist additive Fertigung?

Der Begriff lässt sich an und für sich leicht erklären, denn wir alle kennen eine Addition in der Mathematik. Hierbei wird, ebenso wie bei der additiven Fertigung, etwas hinzugefügt. Die weitere Bezeichnung „3D-Fertigung“ lässt auf räumliche Strukturen schließen, die bei dieser Fertigungstechnik eine große Rolle spielen.

Bei der additiven Fertigung wird ein Bauteil, durch das stete Hinzufügen von Material, schichtweise aufgebaut. Hierbei werden keinerlei Formen oder Werkzeuge eingesetzt, sondern das Werkstück computergesteuert auf Basis von 3D-CAD-Informationen erstellt. Die besondere Stärke liegt im hohen Grad der Individualisierung von Produkten, selbst bei Einzelanfertigungen. Diese wären ohne die neue Technik nur sehr kostspielig zu entwickeln.

Additive Fertigung – Fertigungsverfahren der Zukunft

Die Vorteile dieser zukunftsweisenden Technik sind sehr vielfältig. Hier einige Beispiele:

➔ Die Herstellung von Einzelteilen und Prototypen kann kostenoptimiert erfolgen. Matrizen oder spezielle Werkzeuge müssen nicht eingesetzt werden.
➔ Eigentlich schwer zerspanbare Materialien können durch die neue Technik verarbeitet werden.
➔ Besonders komplexe Geometrien eines Werkstückes können problemlos umgesetzt werden.
➔ Selbst Reparaturen lassen sich mithilfe der additiven Fertigung aus Metall oder auch Kunststoff durchführen.
➔ Es ist eine besonders schnelle und kostensparende Möglichkeit, um neue Werkstücke zu erstellen.

Was sind die Anwendungsgebiete additiver Fertigungsverfahren?

Die Möglichkeiten additiver Fertigungsverfahren sind schier unbegrenzt. Alles, was ein Ingenieur mit einer CAD-Software konstruieren kann, kann theoretisch mithilfe des Additive Manufacturing auch umgesetzt werden. Denkbar sind Werkzeuge, Teile von Motoren, riesige Turbinenbauteile, winzige Ersatzteile für den medizinischen Einsatz und selbst Maschinen mit einem komplexen Innenleben.

Gerade im Bereich des Prototypen-Baus eröffnen sich vollkommen neue Möglichkeiten einer zeitnahen und stark kostenreduzierten Herstellung. Auch Individualisierungen sind gar kein Problem mehr, ebenso wie Bauteile mit einer komplexen Geometrie.

Additive Fertigungsverfahren im Überblick

Unterschiedliche additive Fertigungsverfahren kommen je nach Material und Werkstück zum Einsatz. Die gängigsten Verfahren sind hierbei:

  • 3D-Drucken: Kunststoffe, Formsand, Keramik und Metalle
  • Digital Light Processing: Kunststoffe, Keramik und viele Metallarten
  • Elektronenstrahlenschmelzen: Metalle
  • Fused Layer Modeling: Kunststoffe aller Art
  • Laserintern: Kunststoffe, Keramik, Formsand und Metalle
  • Laserstrahlschmelzen: Metalle aller Art
  • Layer Laminated Manufactoring: Kunststoffe, Metalle, Papier und Keramik
  • Mulit-Jet- und Poly-JetModeling: Kunststoffe aller Art
  • Pulverbettverfahren: Metalle in Pulverform
  • Stereolithografie: Kunststoffe und Keramik
  • Thermotransfer-Sintern: Kunststoffe

Greifen wir zur Verdeutlichung des Prozesses einmal das Pulverbettverfahren heraus. Hierbei werden Hochleistungsmetalle in Pulverform per Laser Schicht für Schicht geschmolzen und so in die gewünschte Werksform gebracht.

Für welche Materialien eignen sich additive Fertigungsverfahren?

Es gibt kaum Einschränkungen bei der Wahl der Materialien, die durch die additive Fertigung verarbeitet werden können. Hierbei sind insbesondere die Materialien Metall, Kunststoffe aller Art, Formsand oder Keramik zu nennen.

Mit der richtigen CAD-Software Ihre Daten für die additive Fertigung vorbereiten

Die CAD-Software Solid Edge von Siemens kann für die 3D-CAD-Konstruktion von Bauteilen und Baugruppen ebenso eingesetzt werden wie für die Flächenmodellierung, Facettenkörper-Bearbeitung, Topologie-Optimierung, Blechkonstruktionen und vieles mehr. Die Software verfügt darüber hinaus über spezielle Features für die additive Fertigung. Diese ermöglichen Ihnen die genaue Planung eines neuen Werkstückes und Vorbereitung der Fertigung entsprechend des gewählten Verfahrens.

Sie können Solid Edge kostenlos und unverbindlich testen und die Leistungsfähigkeit im Bereich der additiven Fertigung kennenlernen.

Quellen

https://www.industry-of-things.de/was-ist-additive-fertigung-definitionen-anwendungen-potenziale-a-95efad9f86926d2bf31db9a42889c963/
https://www.iph-hannover.de/de/dienstleistungen/fertigungsverfahren/additive-fertigung/
https://www.toolcraft.de/technologien/additive-fertigung/

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